薄膜课件绪论

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1、薄膜物理与制备技术(Thinfilmsphysicsandpreparetechnologies)杨邦朝等,薄膜物理与技术,电子科技大学出版社1994陈国平薄膜物理与技术，东南大学出版社，1993郑伟涛薄膜材料与薄膜技术化学工业出版社出版社,2004教学内容和目标主要讲述薄膜的基础知识及应用，真空技术基础，薄膜制备方法，形成机制和原理以及薄膜各项物理性能和分析方法等。通过本课程学习，使学生掌握薄膜基础知识，了解薄膜材料的制备技术及检测手段，为从事相关科研和生产工作奠定基础。参考教材7/23/20211提纲第一章薄膜的基本概念及应用第二章真空技术基础第三章薄膜的制备技术实验第四章薄膜的

2、形成和生长第五章薄膜的表征第六章常用的薄膜材料简介实验考试薄膜物理与制备技术(Thinfilmsphysicsandpreparetechnologies)7/23/20212第一章薄膜的基本概念及应用薄膜的研究背景人类对自然的认识及加工技术的发展米----毫米----微米----纳米米(尺)年代远古时代,14-18世纪的手工工场技术7/23/20213毫米(1/1000米)时代18-19世纪以蒸气机为代表的第一次工业革命毫米技术导致20世纪初叶一系列重大发现:电子电磁波X-射线电灯电话真空管世界上第一只半导体晶体管(1947年,贝尔电话研究所)第一章薄膜的基本概念及应用7/23/

3、20214占地面积达170平方米，重达30吨,有成千上万个电子管、二极管、电阻器等元件，电路的焊接点多达50万个,耗电量超过174千瓦小时.1秒钟内进行了5000次加法运算和500次乘法运算，是手工计算的20万倍莫克利第一台电脑诞生在情人节1946年2月14日，在美国宾夕法尼亚大学的莫尔电机学院,“埃尼阿克”(ENIAC)诞生.第一章薄膜的基本概念及应用7/23/20215微米(1/1000000米)技术20世纪60年代至今60年代开始以硅半导体集成技术为代表的第二次工业革命0.5微米技术:7.44x5.29平方毫米的硅片上制造了174569个CMOS晶体管(1997年)第一章薄膜

4、的基本概念及应用7/23/202161965年Intel公司的创始人之一GordonE.Moore预言集成电路产业的发展规律集成电路的集成度每三年增长四倍，特征尺寸每三年缩小倍第一章薄膜的基本概念及应用7/23/20217纳米(1/1000000000米)技术----21世纪的新课题1纳米=1亿分之一的头发丝1纳米=10埃，进入原子尺度目前，微电子工业加工精度已普遍进入纳米时代，纳米管、纳米线、纳电子器件等成为新的研究热点。正是对器件小型化的要求促使了薄膜技术的大发展。第一章薄膜的基本概念及应用7/23/20218从三维到二维、再到一维、零维半导体超晶格、量子阱材料，一维量子线、零维

5、量子点半导体微结构材料第一章薄膜的基本概念及应用7/23/20219薄膜的基本概念ConceptofThinFilmWhatisa"thinfilm"?二维材料：thin=lessthanaboutonemicron(10,000Angstroms,1000nm)film=layerofmaterialonasubstrate第一章薄膜的基本概念及应用7/23/202110“不超过一茶匙的油，迅即地展开为数平方，然后很惊人地慢慢扩展，直到抵达在下风处的水池边缘，布满了水池的那个区域，可能有半英亩（1英亩约为4000平方公尺）之广，而表面平滑的像面镜子。”薄膜科学的发展历史薄膜科学的发

6、展HistoryofthinFilm美国著名的科学家、作家兼政治家的富兰克林(BenjaminFranklin)，他在1774年的文件中留下了这样的描述：第一章薄膜的基本概念及应用7/23/202111和液体薄膜相比较的话，固体薄膜的历史比较浅短。在现今留下的纪录里，最早的是1852年德国的化学家本生(RobertWilhelmBunsen)和Grove分别由化学反应和辉光放电(glowdischarge)确认了其所产生的固体薄膜。一般的固体薄膜，乃是由把原子或分子状的蒸发粒子沉积（或称蒸镀）在表面平滑的基板表面上所获得。而这类固体薄膜，一般就仅以薄膜来称呼。薄膜科学的发展Histo

7、ryofthinFilm第一章薄膜的基本概念及应用7/23/202112?从人类开始制作陶瓷器皿的彩釉算起,我国对薄膜的制备与应用已经有一千多年的发展历史。从制备技术、分析方法、形成机理等方面系统地研究薄膜材料则起始于本世纪五十年代。?直到本世纪80年代,薄膜科学才发展成为一门相对独立的学科。?促使薄膜科学迅速发展的重要原因是薄膜材料的强大的应用背景、低维凝聚态理论的不断发展和现代分析技术的出现及分析能力的不断提高。薄膜科学的发展Historyofthin