薄膜材料与薄膜技术

前言

第一章真空技术基础

第一节真空的基本知识

一、表示真空程度的单位

二、真空区域的划分

三、固体对气体的吸附及气体的脱附

第二节真空的获得

一、旋片式机械真空泵

二、复合分子泵

三、低温泵

第三节真空的测量

一、电阻真空计

二、热偶真空计

三、电离真空计

参考文献

第二章薄膜制备的化学方法

第一节热氧化生长

第二节化学气相沉积

一、一般化学气相沉积反应

二、化学气相沉积制备薄膜的传统方法

三、激光化学气相沉积

四、光化学气相沉积

五、等离子体增强化学气相沉积

第三节电镀

第四节化学镀

第五节阳极反应沉积

第六节LB技术

参考文献

第三章薄膜制备的物理方法

第一节真空蒸发

一、真空蒸发沉积的物理原理

二、真空蒸发技术

第二节溅射

一、溅射的基本原理

二、溅射镀膜的特点

三、溅射参数

四、溅射装置

第三节离子束和离子助

一、离子镀

二、阴极电弧等离子体沉积

三、热空阴极枪蒸发

四、离子轰击共沉积

五、非平衡磁控离子助沉积

六、离子束沉积

第四节外延生长

一、分子束外延(MBE)

二、液相外延生长(LPE)

三、热壁外延生长(HWE)

四、有机金属化学气相沉积(MOCVD)

参考文献

第四章薄膜的形成与生长

第一节形核

一、凝聚过程

二、Langmuir-Frenkel凝聚理论

三、成核理论

四、实验结果

第二节生长过程

一、一般描述

二、类液体合并

三、沉积参数的影响

第三节薄膜的生长模式

第四节远离平衡态薄膜生长

一、粗糙表面的结构和生长

二、简单模型

三、薄膜生长模型的实验研究

参考文献

第五章薄膜表征

第一节薄膜厚度控制及测量

一、沉积率和厚度监测仪

二、膜厚度测量

第二节组分表征

一、卢瑟福背散射(RBS)

二、二次离子质谱仪(SIMS)

三、X射线光电子能谱(XPS)

四、俄歇电子能谱

五、电镜中的显微分析

第三节薄膜的结构表征

一、衍射参数

二、热振动与Debye-Waller因子

三、低能电子衍射(LEED)

四、掠入射角X射线衍射(GIXS)

五、透射电子显微镜

第四节原子化学键合表征

一、能量损失谱(EELS)

二、扩展X射线

三、振动光谱：红外吸收光谱和拉曼光谱

第五节薄膜应力表征

参考文献

第六章薄膜材料

第一节超硬薄膜材料

一、超硬材料

二、金刚石薄膜

三、类金刚石薄膜材料

四、CNz薄膜材料

第二节智能薄膜材料

一、形状记忆合金薄膜材料

二、NiTi形状记忆合金薄膜的制备和表征

三、形状记忆合金及薄膜的应用

第三节纳米薄膜材料

一、纳米多层膜涂层

二、纳米复合硬质涂层

三、应用及展望

第四节石墨片二维薄膜材料

一、石墨片的实验制备

二、石墨片的性质

三、展望

第五节磁性氮化铁薄膜材料

一、氮化铁薄膜材料的相结构

二、氮化铁薄膜材料的制备与表征

第六节巨磁阻锰氧化物薄膜材料

一、磁阻的定义

二、钙钛矿锰氧化物薄膜中的CMR效应及机制研究

三、锰氧化物薄膜制备工艺及表征手段

四、巨磁电阻薄膜材料的应用现状

参考文献

　　自本书2004年第一版问世以来，因其技术先进、内容实用而深受行业读者的好评，并被许多高校选为教材。在本书的第二版中，我们将尽可能地反映薄膜材料研究的这一最新进展情况。为此，在第六章中，我们将原来的第四节“三族元素氮化物薄膜材料”的全部内容更换为“石墨片二维薄膜材料”。其他修订内容包括：删去了第三章中过多的物理气相沉积示意图，以使全章篇幅不致过大；在第四章第四节和第六章第三节中，我们又补充了一些相关的薄膜材料最新研究成果和研究进展。此外，该书还对第一版出现的一些错误，特别是文字错误，都一一进行了修改。　　本书系统阐述了薄膜材料与薄膜技术的基本原理和基本知识，重点介绍了薄膜材料的真空制备技术、薄膜的化学制备和物理气相沉积方法、薄膜的形成和生长原理、薄膜的表征，对目前广泛研究和应用的几种主要薄膜材料进行了介绍、评述和展望。　　本书技术先进，内容实用，适合于从事材料研究的科研、技术人员阅读参考，同时也可作为高校材料专业教材使用。