薄膜材料制备原理技术及应用pdf

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薄膜材料制备原理、技术及应用知识点

标签:文库时间:2025-02-17
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薄膜材料制备原理、技术及应用知识点1

一、 名词解释

1. 气体分子的平均自由程:自由程是指一个分子与其它分子相继两次碰撞之间,经过的直线路程。对个别分子而言,自由程时长时短,但大量分子的自由程具有确定的统计规律。气体分子相继两次碰撞间所走路程的平均值。

2. 物理气相沉积(PVD):物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)技术表示在真空条件下,采用物理方法,将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子,并通过低压气体(或等离子体)过程,在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。 物理气相沉积的主要方法有,真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜,及分子束外延等。发展到目前,物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。 3. 化学气相沉积(CVD):化学气相沉积(Chemical vapor deposition,简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应,生成固态物质沉积在加热的固态基体表面,进而制得固体材料的工艺技术。它本质上属于原子范畴的气态传质过程。

4. 等离子体鞘层电位:等离子区与物体表面的电位差值ΔVp即所谓的鞘层电位。

薄膜材料制备原理、技术及应用知识点2013by张为政

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薄膜材料制备原理、技术及应用知识点1

一、

名词解释

1. 气体分子的平均自由程:自由程是指一个分子与其它分子相继两次碰撞之间,经过的直线路程。对个别分子而言,自由程时长时短,但大量分子的自由程具有确定的统计规律。气体分子相继两次碰撞间所走路程的平均值。 2. 物理气相沉积(PVD):物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)技术表示在真空条件下,采用物理方法,将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子,并通过低压气体(或等离子体)过程,在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。 物理气相沉积的主要方法有,真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜,及分子束外延等。发展到目前,物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。 3. 化学气相沉积(CVD):化学气相沉积(Chemical vapor deposition,简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应,生成固态物质沉积在加热的固态基体表面,进而制得固体材料的工艺技术。它本质上属于原子范畴的气态传质过程。

4. 等离子体鞘层电位:等离子区与物体表面的电位差值ΔVp即所谓的鞘层电位。 5

薄膜材料制备原理、技术及应用知识点2013by张为政

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薄膜材料制备原理、技术及应用知识点1

一、

名词解释

1. 气体分子的平均自由程:自由程是指一个分子与其它分子相继两次碰撞之间,经过的直线路程。对个别分子而言,自由程时长时短,但大量分子的自由程具有确定的统计规律。气体分子相继两次碰撞间所走路程的平均值。 2. 物理气相沉积(PVD):物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)技术表示在真空条件下,采用物理方法,将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子,并通过低压气体(或等离子体)过程,在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。 物理气相沉积的主要方法有,真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜,及分子束外延等。发展到目前,物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。 3. 化学气相沉积(CVD):化学气相沉积(Chemical vapor deposition,简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应,生成固态物质沉积在加热的固态基体表面,进而制得固体材料的工艺技术。它本质上属于原子范畴的气态传质过程。

4. 等离子体鞘层电位:等离子区与物体表面的电位差值ΔVp即所谓的鞘层电位。 5

溶胶凝胶法制备纳米薄膜材料

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aa师范学院材料综合实验报告

实验名称:溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜材料

纳米TiO2具有许多特殊功能,如良好的抗紫外线性能、耐化学腐蚀性能和耐热性、白度

好、可见光透射性好以及化学活性高等。TiO2纳米材料还具有净化空气、杀菌、除臭、超亲水性等功能,已广泛应用于抗菌陶瓷,空气净化器、不用擦拭的汽车后视镜等领域,20世纪80年代末纳米发展起来成为主要的纳米材料之一。研究表明,紫外线过量照射人体,会使人的记忆力减退、反应迟钝、视力下降、易失眠等影响。在玻璃上负载TiO2膜可以有效地吸收紫线。本次实验利用溶胶凝胶法制备TiO2纳米薄膜材料,在一定程度上是对TiO2在实际生活中应用的尝试。

一.实验目的

1.了解溶胶-凝胶法制备纳米薄膜材料的应用。

2.掌握溶胶-凝胶法制备纳米薄膜材料的原理以及实际应用。 3.掌握XRD颜射原理以及实际操作技能。 4.掌握根据X-射线衍射图分析晶体的基本方法。

5.二.实验原理

溶胶.凝胶法(S01.Gel法,简称S.G法)就是以无机物或金属醇盐作前驱体,在液相将这些原料均匀混合,并进行水解、缩合化学反应,在溶液中形成稳定的透明溶胶体系,溶胶经陈化,胶粒间缓慢聚合,形成三维空间网络结构的凝胶,凝胶网络间充满了失

溶胶凝胶法制备纳米薄膜材料

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aa师范学院材料综合实验报告

实验名称:溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜材料

纳米TiO2具有许多特殊功能,如良好的抗紫外线性能、耐化学腐蚀性能和耐热性、白度

好、可见光透射性好以及化学活性高等。TiO2纳米材料还具有净化空气、杀菌、除臭、超亲水性等功能,已广泛应用于抗菌陶瓷,空气净化器、不用擦拭的汽车后视镜等领域,20世纪80年代末纳米发展起来成为主要的纳米材料之一。研究表明,紫外线过量照射人体,会使人的记忆力减退、反应迟钝、视力下降、易失眠等影响。在玻璃上负载TiO2膜可以有效地吸收紫线。本次实验利用溶胶凝胶法制备TiO2纳米薄膜材料,在一定程度上是对TiO2在实际生活中应用的尝试。

一.实验目的

1.了解溶胶-凝胶法制备纳米薄膜材料的应用。

2.掌握溶胶-凝胶法制备纳米薄膜材料的原理以及实际应用。 3.掌握XRD颜射原理以及实际操作技能。 4.掌握根据X-射线衍射图分析晶体的基本方法。

5.二.实验原理

溶胶.凝胶法(S01.Gel法,简称S.G法)就是以无机物或金属醇盐作前驱体,在液相将这些原料均匀混合,并进行水解、缩合化学反应,在溶液中形成稳定的透明溶胶体系,溶胶经陈化,胶粒间缓慢聚合,形成三维空间网络结构的凝胶,凝胶网络间充满了失

《薄膜材料与薄膜技术》复习题

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《薄膜材料与薄膜技术》复习题

1. 薄膜材料与体材料的联系与区别。

1. 薄膜所用原料少,容易大面积化,而且可以曲面加工。例:金箔、饰品、太阳能电池,GaN,SiC,Diamond

2. 厚度小、比表面积大,能产生许多新效应。如: 极化效应、表面和界面效应、耦合效应等。

3. 可以获得体态下不存在的非平衡和非化学计量 比结构。如:Diamond: 工业合成, 2000℃,5.5万大气压, CVD生长薄膜:常压,800度.Mgx Zn1-x O: 体相中Mg的平衡固溶度为0.04, PLD法生长的薄膜中,x可0~1. 4. 容易实现多 层膜,多功能 薄膜。如:太 阳能电池、超 晶格: GaAlAs/GaAs 5. 薄膜和基片的粘附性, 一般由范德瓦耳斯力、静电力、表面能(浸润)和表面互扩散决定。范德瓦耳

2. 真空度的各种单位及换算关系如何?

? 1pa=1N/m2 (1atm)≈1.013×105Pa(帕) ? 1Torr≈1 / 760atm≈1mmHg

2

? 1Torr≈133Pa≈10Pa ? 1bar = 0.1MPa

3. 机械泵、扩散泵、涡轮分子泵和低温泵的工作原理是什么? 旋片式机械泵 工作过程:

1. 气体从入口

溶胶—凝胶法薄膜制备

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溶胶—凝胶法薄膜制备

摘要:随着科学技术的发展和人类社会的进步,人们对物质材料不断提出新的性能要求,材料制备的新方法、新工艺不断被应用。特别是20世纪以来,溶胶—凝胶技术被成功地应用于制备块状多组分凝胶玻璃,得到材料界研究者的广泛关注并获得迅速发展,制备的薄膜具有普通块状材料所不具备的性能。研究溶胶—凝胶制备薄膜技术具有十分重要的意义。本文通过查阅文献,重点研究溶胶—凝胶法制备薄膜的基本原理、工艺以及最新研究方向。通过本次的研究可以看出近几年来薄膜产业发展迅速,薄膜科学技术和薄膜材料已成为材料科学中最为活跃的研究领域之一。现在对溶胶-凝胶过程的许多细节的理解还不全面还需对反应机理成核机理和产品质量的控制等方面进行深入研究。

外文摘要: With the development of science and technology and the progress of human society, people to the material continuously put forward new performance requirements, a new method of material preparation, the new t

《薄膜材料与薄膜技术》复习题2010

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《薄膜材料与薄膜技术》复习题

1. 薄膜材料与体材料的联系与区别。

2. 真空度的各种单位及换算关系如何?

3. 机械泵、扩散泵、涡轮分子泵和低温泵的工作原理是什么? 4. 为什么薄膜的主要PVD制备技术要在真空中完成?

5. 哪些是有油真空泵,哪些是无油真空泵?无油泵有哪些主要的优点?

6. 叙述热偶规、电离规测量真空度的原理和使用必须的注意事项。 7. 什麽是CVD和PVD薄膜制备技术?

8. CVD过程自由能与反应平衡常数的过程判据是什么?

9. 写出CVD 沉积Si、SiO2、Si3N4、GaAs薄膜的反应方程?各采用什么类型的CVD装置?

10. CVD薄膜沉积的必要条件是什么?

11. 说出APCVD、LPCVD、PECVD的原理和特点。

12. 什么是化学镀?它与化学沉积镀膜的区别?有何特点? 13. 电镀与化学镀有何区别?有那些主要应用?

14. Sol-Gel成膜技术的特点和主要工艺过程是什么?

15. 说出四种以上薄膜的化学制备方法和四种以上物理制备方法? 16. 什么是饱和蒸气压?与蒸发温度的关系怎样? 17. 温度变化对蒸发速率有何影响? 18. 蒸发时如何控制合金薄膜的组分? 19. 膜厚的主要监控方法有哪些?

薄膜材料与薄膜技术复习资料全

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薄膜材料与薄膜技术

第一章

1.真空度划分:

粗真空:105-102Pa 接近大气状态热运动为主

低真空:102-10-1Pa

高真空:10-1-10-6Pa

超高真空:<10-6Pa

2.吸附与脱附物理吸附与化学吸附

气体吸附:固体表面捕获气体分子的现象

物理吸附:没有选择性、主要靠分子之间的吸引力、容易发生脱附、一般只在低温下发生化学吸附:在较高温度下发生、不容易脱附,只有气体和固体表面原子接触生成化合物才能产生吸附作用。

气体脱附:是吸附的逆过程。

3.旋片式机械真空泵

用油来保持各运动部件之间的密封,并靠机械的办法,使该密封空间的容积周期性地增大,即抽气;缩小,即排气,从而达到连续抽气和排气的目的。

4.分子泵

牵引泵:结构简单、转速小、压缩比大(效率低)

涡轮式分子泵:抽气能力高、压缩比小(效率高)

5.低温泵

深冷板装在第二级冷头上,温度为10-20k,板正面光滑的金属表面可以去除氮、氧等气体,反面的活性炭可以吸附氢、氦、氖等气体。通过两极冷头的作用,可以达到去除各种气体的目的,从而获得超高真空状态。

6.真空的测量

电阻真空计:压强越低,电阻越高(p↓→R↑)测量范围105---10-2Pa

热偶真空计:压强越低,电动势越高(p↓→?↑)测量范围102----10-1P

论薄膜材料的应用与发展

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论薄膜材料的应用与发展

论文关键词:薄膜; 金刚石; 铁电; 氮化碳; 半导体; 超晶格

论文摘要: 薄膜材料的发展以及应用,薄膜材料的分类,如金刚石薄膜、铁电薄膜、氮化碳薄膜、半导体薄膜复合材料、超晶格薄膜材料、多层薄膜材料等。各类薄膜在生产与生活中的运用以及展望。

1 膜材料的发展

在科学发展日新月异的今天,大量具有各种不同功能的薄膜得到了广泛的应用,薄膜作为一种重要的材料在材料领域占据着越来越重要的地位。

自然届中大地、海洋与大气之间存在表面,一切有形的实体都为表面所包裹,这是宏观表面。生物体还存在许多肉眼看不见的微观表面,如细胞膜和生物膜。生物体生命现象的重要过程就是在这些表面上进行的。细胞膜是由两层两亲分子--脂双层膜构成,它好似栅栏,将一些分子拦在细胞内,小分子如氧气、二氧化碳等,可以毫不费力从膜中穿过。膜脂双层分子层中间还夹杂着蛋白质,有的像船,可以载分子,有的像泵,可以把分子泵到膜外。细胞膜具有选择性,不同的离子须走不同的通道才行,比如有K+通道、Cl-通道等等。细胞膜的这些结构和功能带来了生命,带来了神奇。

2 膜材料的应用

人们在惊叹细胞膜奇妙功能的同时,也在试图模仿它,仿生一直以来就是材料设计的重要手段,这就是薄膜材料。