第一章緒論
第一節(jié)薄膜的定義 2
第二節(jié)薄膜的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu) 3
一、薄膜材料的表面效應(yīng) 3
二、薄膜材料的納米效應(yīng) 4
三、薄膜材料的應(yīng)力 5
四、薄膜的結(jié)構(gòu) 6
五、薄膜中的缺陷 8
六、薄膜的異常結(jié)構(gòu)、非理想化學(xué)計(jì)量比和偽合金 10
第三節(jié)薄膜制備方法 10
第四節(jié)薄膜材料的應(yīng)用 12
本章小結(jié) 13
思考題 14
參考文獻(xiàn) 14

第二章薄膜制備技術(shù)基礎(chǔ)
第一節(jié)真空的基本概念 15
一、真空的描述 15
二、氣體的吸附與脫附 16
第二節(jié)抽真空與真空泵 18
一、真空泵的分類與選擇 18
二、真空泵的基本參數(shù) 20
三、真空泵的類型 20
第三節(jié)氣體分子的運(yùn)動(dòng)和氣體的流動(dòng) 28
一、氣體分子的平均自由程 28
二、氣體與表面的碰撞 29
三、氣體的流動(dòng)狀態(tài) 31
四、抽氣和抽氣方程 32
第四節(jié)真空的測(cè)量 33
一、真空計(jì)的分類 34
二、熱傳導(dǎo)真空計(jì) 35
三、電離真空計(jì) 37
第五節(jié)等離子體技術(shù)基礎(chǔ) 38
一、等離子體基本概念 38
二、等離子體的基本參量 39
三、等離子體的分類 42
四、等離子體的產(chǎn)生 43
五、等離子體的應(yīng)用 47
第六節(jié)薄膜液相沉積基礎(chǔ) 48
一、液相法制備薄膜材料 48
二、相變過(guò)程熱力學(xué) 49
三、晶核形成條件 50
四、相變過(guò)程動(dòng)力學(xué) 51
本章小結(jié) 53
思考題 54
參考文獻(xiàn) 54

第三章薄膜制備的液相方法
第一節(jié)電鍍 55
一、電鍍的基本原理 55
二、電鍍的工藝參數(shù) 56
三、電鍍制備薄膜的應(yīng)用 57
第二節(jié)化學(xué)鍍 58
一、化學(xué)鍍的基本原理 58
二、化學(xué)鍍的工藝參數(shù) 62
三、化學(xué)鍍制備薄膜的應(yīng)用 64
第三節(jié)陽(yáng)極氧化 64
一、陽(yáng)極氧化的基本原理 64
二、陽(yáng)極氧化的工藝參數(shù) 66
三、陽(yáng)極氧化制備薄膜的應(yīng)用 67
第四節(jié)電泳 68
一、電泳的基本原理 68
二、電泳的工藝參數(shù) 69
三、電泳制備薄膜的應(yīng)用 70
第五節(jié)溶膠�材�膠法 71
一、溶膠�材�膠法的基本過(guò)程 71
二、溶膠�材�膠法的基本原理 72
三、溶膠�材�膠法的工藝參數(shù) 73
四、溶膠�材�膠法制備薄膜的應(yīng)用 75
第六節(jié)噴霧熱解法 75
一、噴霧熱解法的基本過(guò)程 75
二、噴霧熱解法的基本原理 76
三、噴霧熱解法的工藝參數(shù) 78
四、噴霧熱解法制備薄膜的應(yīng)用 79
本章小結(jié) 80
思考題 81
參考文獻(xiàn) 81

第四章薄膜物理氣相沉積技術(shù)
第一節(jié)物理氣相沉積簡(jiǎn)介 83
一、物理氣相沉積的基本過(guò)程與分類 83
二、物理氣相沉積的特點(diǎn) 84
三、物理氣相沉積技術(shù)的應(yīng)用 84
第二節(jié)真空蒸發(fā)沉積技術(shù) 85
一、真空蒸發(fā)沉積的物理原理 85
二、不同的真空蒸發(fā)沉積技術(shù) 91
第三節(jié)濺射沉積技術(shù) 97
一、濺射沉積基本原理 98
二、不同的濺射沉積技術(shù) 103
三、蒸發(fā)沉積和濺射沉積方法的比較 111
第四節(jié)離子束輔助物理氣相沉積技術(shù) 111
一、離子束濺射 112
二、離子束沉積 112
三、離子鍍 113
四、陰極電弧等離子體沉積 120
五、離子束輔助沉積 121
本章小結(jié) 125
思考題 126
參考文獻(xiàn) 126

第五章薄膜的熱氧化與化學(xué)氣相沉積技術(shù)
第一節(jié)熱氧化生長(zhǎng) 128
一、熱氧化生長(zhǎng)制備SiO2薄膜 128
二、熱氧化生長(zhǎng)制備Bi2O3薄膜 130
三、熱氧化生長(zhǎng)制備氧化物納米結(jié)構(gòu) 130
第二節(jié)化學(xué)氣相沉積技術(shù)基礎(chǔ) 131
一、化學(xué)氣相沉積基本要求 131
二、化學(xué)氣相沉積基本過(guò)程 132
三、物質(zhì)源 133
四、化學(xué)氣相沉積反應(yīng)類型 134
五、化學(xué)氣相沉積裝置 137
六、化學(xué)氣相沉積膜層質(zhì)量的主要影響因素 139
七、化學(xué)氣相沉積的特點(diǎn)與應(yīng)用 141
第三節(jié)常見(jiàn)的化學(xué)氣相沉積技術(shù) 142
一、化學(xué)氣相沉積技術(shù)分類 143
二、以反應(yīng)室壓力分類的化學(xué)氣相沉積技術(shù) 144
三、以反應(yīng)溫度分類的化學(xué)氣相沉積技術(shù) 147
四、以激活方式分類的化學(xué)氣相沉積技術(shù) 150
五、金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積技術(shù) 160
本章小結(jié) 162
思考題 162
參考文獻(xiàn) 163

第六章薄膜旋涂和噴涂技術(shù)
第一節(jié)旋涂技術(shù) 164
一、旋涂的基本過(guò)程 164
二、旋涂的理論模型 165
三、旋涂的分類 168
四、旋涂技術(shù)的應(yīng)用 169
第二節(jié)熱噴涂技術(shù) 169
一、熱噴涂的基本過(guò)程 170
二、熱噴涂材料 172
三、熱噴涂的分類 177
四、熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用 187
第三節(jié)冷噴涂技術(shù) 189
一、 冷噴涂的基本過(guò)程 190
二、冷噴涂的理論模型 190
三、冷噴涂的工藝參數(shù) 191
四、冷噴涂的分類 193
五、冷噴涂技術(shù)的應(yīng)用 194
本章小結(jié) 196
思考題 196
參考文獻(xiàn) 197

第七章氣相沉積薄膜生長(zhǎng)機(jī)制
第一節(jié)凝聚 199
一、吸附 199
二、表面擴(kuò)散 206
三、最終凝聚 208
第二節(jié)薄膜的形核 210
一、均勻形核理論 211
二、原子聚集理論 214
三、兩種成核理論的對(duì)比 217
第三節(jié)薄膜的生長(zhǎng) 218
一、連續(xù)薄膜的形成過(guò)程 218
二、沉積參數(shù)的影響 221
三、薄膜生長(zhǎng)模式 224
四、薄膜中缺陷及內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生 226
五、薄膜形成過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬 230
第四節(jié)薄膜的外延生長(zhǎng) 232
一、外延生長(zhǎng)機(jī)理 233
二、外延生長(zhǎng)形式 235
三、分子束外延 236
四、液相外延 238
五、熱壁外延 240
六、金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積外延生長(zhǎng) 241
七、離軸磁控濺射 242
八、熱激光蒸發(fā)和脈沖激光沉積 242
本章小結(jié) 243
思考題 243
參考文獻(xiàn) 244

第八章薄膜加工技術(shù)
第一節(jié)刻蝕的基本概念 246
一、刻蝕的工藝過(guò)程 246
二、刻蝕的主要工藝參數(shù) 248
第二節(jié)濕法刻蝕 249
一、濕法刻蝕的均勻性 249
二、常用的濕法刻蝕技術(shù) 250
三、濕法刻蝕的應(yīng)用 253
四、電化學(xué)刻蝕 253
第三節(jié)干法刻蝕 254
一、等離子體在刻蝕中的應(yīng)用 255
二、離子束濺射刻蝕 256
三、反應(yīng)離子刻蝕 260
第四節(jié)飛秒激光燒蝕 267
一、飛秒激光燒蝕的基本原理 267
二、飛秒激光燒蝕加工系統(tǒng) 268
三、飛秒激光燒蝕在薄膜加工中的應(yīng)用 268
第五節(jié)其它薄膜加工技術(shù) 269
一、反應(yīng)氣體刻蝕 269
二、激發(fā)氣體刻蝕 270
三、 激光誘導(dǎo)正向轉(zhuǎn)移技術(shù) 271
本章小結(jié) 271
思考題 272
參考文獻(xiàn) 272

第九章薄膜的厚度和組織結(jié)構(gòu)表征
第一節(jié)薄膜的厚度監(jiān)測(cè)與測(cè)量 274
一、薄膜的厚度監(jiān)測(cè) 274
二、薄膜的厚度測(cè)量 277
第二節(jié)薄膜成分表征 281
一、薄膜成分分析設(shè)備 281
二、盧瑟福背散射分析 282
三、電子顯微探針?lè)治?285
四、俄歇電子能譜 287
五、X射線光電子能譜 289
六、二次離子質(zhì)譜 292
第三節(jié)薄膜的結(jié)構(gòu)表征 294
一、衍射基礎(chǔ) 294
二、掠入射X射線衍射 295
三、低能電子衍射 297
四、反射高能電子衍射 299
五、透射電子顯微鏡 299
第四節(jié)薄膜中原子化學(xué)鍵表征 300
一、擴(kuò)展X射線 301
二、紅外吸收光譜 303
三、拉曼光譜 305
四、電子能量損失譜 305
第五節(jié)薄膜表面形貌與微觀組織分析 307
一、場(chǎng)離子顯微鏡 308
二、掃描探針顯微鏡 309
三、原子力顯微鏡 311
本章小結(jié) 312
思考題 313
參考文獻(xiàn) 313

第十章薄膜材料性能分析
第一節(jié)薄膜應(yīng)力表征 315
一、直接測(cè)量法 316
二、間接測(cè)量法 318
第二節(jié)薄膜力學(xué)性能表征 320
一、硬度 320
二、斷裂韌性 325
三、摩擦磨損 327
四、界面結(jié)合強(qiáng)度 328
第三節(jié)薄膜磁性能表征 330
一、基本磁學(xué)參數(shù)測(cè)量 330
二、磁疇結(jié)構(gòu)表征 332
第四節(jié)薄膜的電學(xué)性能表征 334
一、電阻率和電導(dǎo)率 334
二、磁電阻 336
三、霍爾系數(shù) 337
第五節(jié)薄膜光學(xué)性能表征 338
一、透射率和反射率 338
二、光吸收和散射 341
三、相位特性 344
四、光學(xué)常數(shù) 346
本章小結(jié) 348
思考題 348
參考文獻(xiàn) 349