《薄膜物理》PPT课件

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1、薄膜物理ThinFilmPhysics材料物理与化学系DepartmentofMaterialsPhysicsandChemistry电子邮件：tiezhu-x@163.com主讲教师辛铁柱绪论薄膜的概念薄膜是薄的物体的总称现在所说的薄膜是指固体材料，也就是说是固体薄膜薄膜的厚度标准：说法不太统一绪论薄膜的发展概况大体可以分为三个时代：(1)公元前2,3世纪，首饰或装饰物上镀金；直到16世纪，薄膜只是装饰品，也有节约金和银的意义(2)17世纪到19世纪前半，作为自然现象的薄膜时代，把薄膜作为研究对象来认识。观察到在液体表面上液体薄膜产生的相干彩色花纹。薄膜产生

2、的干涉现象引起了研究者的关注，并对有关光的本性的物理学的发展作出了贡献(3)19世纪后半，功能薄膜时代的到来，直到现在。1850年，W.R.Grove发现了溅射现象，1877年，把溅射现象应用于薄膜的制备；1887年通过通电导线使材料蒸发制备薄膜。1900年初，开发了热分解CVD法和真空蒸发镀膜法。1930年到1940年间，发现了薄膜形成过程的理论。但只是在制备薄膜的真空系统和检测系统有了很大进步以后，薄膜的重复性才有大的改观。尤其到了20世纪50年代，随着电子工业和信息产业的兴起薄膜技术显示出了重要的、关键性的作用绪论薄膜技术已经渗透到现代科技和国民经济的各

3、个领域，如航空航天、医药、能源、交通、通信和信息等。另外，在器件的高速化、高集成化、小型化、轻量化方面，薄膜技术作出了重大的贡献薄膜基本制备技术薄膜物理基础薄膜制备设备往往涉及真空系统目前，人们所广泛使用的很多表面分析设备都具有真空系统绪论薄膜的制备技术气相沉积法溶液镀膜法绪论气相沉积法物理气相沉积法(PVD)化学气相沉积法(CVD)真空蒸发镀膜法溅射镀膜法分子束外延镀膜法激光蒸发镀膜法离子镀膜法离子束辅助沉积绪论APCVDLPCVDPECVDL-CVD溶液镀膜法电沉积法阳极氧化法溶胶-凝胶法LB膜的制备绪论薄膜物理基础薄膜的形成过程薄膜的结构与缺陷薄膜的性质

4、：电学、磁学、力学及半导体的性质绪论绪论绪论绪论电学薄膜薄膜材料按其功能及应用的领域可分：光学薄膜硬质膜、耐蚀膜、润滑膜有机分子薄膜装饰膜绪论第一章绪论第二章真空技术基础第三章薄膜的物理气相沉积法9第四章薄膜的化学气相沉积法3第五章溶液镀膜法3第六章薄膜的形成与生长1第七章薄膜的结构与缺陷1第八章薄膜分析1第九章薄膜的性质1本课程主要学习的内容与章节安排：11薄膜物理与技术　杨邦朝　电子科技大学出版社2薄膜材料制备原理、技术及应用　唐伟忠　冶金工业出版社3薄膜材料与薄膜技术　郑伟涛　化学工业出版社4薄膜技术与薄膜材料田民波清华大学出版社5新型电子薄膜材料陈光华

5、化学工业出版社绪论参考教材第二章真空技术基础第一节　真空的基本知识第二节　稀薄气体的基本性质第三节　真空的获得第四节　真空的测量物理气相沉积法中的真空蒸发、溅射镀膜和离子镀等是基本的薄膜制备技术。它们均要求沉积薄膜的空间有一定的真空度。真空技术基础真空技术是薄膜制备的基础一、真空及其单位第一节　真空的基本知识真空的概念？在给定的空间内，气体的压强低于一个大气压的状态，称为真空真空是什么物质都不存在吗？真空的基本知识P：压强（Pa）n：气体分子密度（个/m3）V：体积（m3）m：气体质量（kg）M：气体分子量（kg/mol）T：绝对温度（K）k：玻尔兹曼常数（1

6、.3810-23J/K）R：气体普适常数（8.314J/K·mol）真空的基本知识n=7.2×1022P/T(个／m3)在标准状态下，任何气体分子密度为３×1019个／cm3当P=1.3×10-11Pa的真空度时T=293K则n=4×103个／cm3目前，即使采用最先进的真空制备手段所能达到的最低压强下，每立方厘米的体积中仍然有几百个气体分子真空是相对的，绝对的真空是不存在的。通常所说的真空是一种相对的真空(NA：阿伏伽德罗常数)真空的基本知识怎样表示真空程度？真空度和压强是两个概念，不能混淆。压强越低真空度越高，反之真空度越低压强越高真空度压强气体分子密度

7、：单位体积中气体分子数气体分子的平均自由程形成一个分子层所需的时间等真空的基本知识压强的表示方法：国际单位：帕斯卡(Pascal)其它单位：托(Torr)毫米汞柱(mmHg)毫巴(bar)大气压(atm)真空的基本知识１托(Torr)＝１毫米汞柱(mmHg)１大气压(atm)=760毫米汞柱(mmHg)=1.013×105帕斯卡(Pascal)单位帕/Pa托/Torr毫巴/mba标准大气压1Pa17.5×10-31×10-29.87×10-61Torr133.311.3331.316×10-31mba1000.7519.87×10-41atm1.013×105

8、7601.013×1031几种压强单位