第5章-無(wú)機(jī)薄膜材料與制備技術(shù)---(存儲(chǔ)版)
【正文】 乘以相應(yīng)材料的折射率即為相應(yīng)的光程 ） ， θ 為薄膜內(nèi)的折射角 ，它與入射角 θ ′ 之間滿足 折射定律 ? ? ?? NndANBCABn ???? c os2?? s i ns i n n??? 觀察到干涉極小的條件 是光程差等于 (N+1/2)λ。另外，在襯底不很規(guī)則的時(shí)候，準(zhǔn)確測(cè)量薄膜面積也是不容易做到的。 2022/8/27 82 ? The end! 。但是，這一方法的缺點(diǎn)在于它的精度依賴于薄膜的密度以及面積 A的測(cè)量精度。 ? 首先研究一層厚度為 d、折射率為 n的薄膜在波長(zhǎng)為 λ 的單色光源照射下形成干涉的條件。 一、 薄膜厚度的測(cè)量 ? 薄膜的厚度是一個(gè)重要的參數(shù)。 （五）真空系統(tǒng) ? 真空系統(tǒng) 一般包括待抽空的容器（真空室）、獲得真空的設(shè)備（真空泵）、測(cè)量真空的器具（真空計(jì)）以及必要的管道、閥門和其他附屬設(shè)備。 （三）氣體的吸附與脫附 ? 氣體吸附 ：是指固體表面捕獲氣體分子的現(xiàn)象。 ? 基片的清洗方法主要根據(jù)薄膜生長(zhǎng)方法和薄膜使用目的選定，因?yàn)榛砻鏍顟B(tài)嚴(yán)重影響基片上生長(zhǎng)出的薄膜結(jié)構(gòu)和薄膜物理性質(zhì)。 薄膜制備技術(shù) ? 薄膜制備工藝包括： ? 薄膜制備方法的選擇 。 薄膜的缺陷 ? 由于薄膜制備方法多種多樣 ， 而不同制膜方法所獲得的薄膜結(jié)構(gòu)也隨之不同 。 ? 由于 （ 111） 面在面心立方結(jié)構(gòu)中具有最低的表面自由能 ， 在非晶態(tài)基體 （ 如玻璃 ） 上纖維結(jié)構(gòu)的多晶薄膜顯示的擇優(yōu)取向是 （ 111） ?；w溫度高使吸附原子的動(dòng)能隨著增大 ，跨越表面勢(shì)壘的概率增加 ， 容易結(jié)晶化 ，并使薄膜缺陷減少 ， 同時(shí)薄膜的內(nèi)應(yīng)力也會(huì)減小 ， 基體溫度低則易形成無(wú)定形結(jié)構(gòu)的薄膜 。 ? 外延生長(zhǎng)薄膜的形成過(guò)程是一種有 方向性的生長(zhǎng) 。 三、 薄膜的形成過(guò)程 化學(xué)氣相沉積薄膜的形成過(guò)程 真空蒸發(fā)薄膜的形成過(guò)程 濺射薄膜的形成過(guò)程 外延薄膜的生長(zhǎng) 化學(xué)氣相沉積薄膜的形成過(guò)程 ? 化學(xué)氣相沉積是供給基片的氣體 ， 在加熱和等離子體等能源作用下在氣相和基體表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程 。 ② 反射膜 例如用于民用鏡和太陽(yáng)灶中拋物面太陽(yáng)能接收器的鍍鋁膜；用于大型天文儀器和精密光學(xué)儀器中的鍍膜反射鏡；用于各類激光器的高反射率膜 （ 反射率可達(dá) 99%以上 ） 等等 。 如勢(shì)阱層的寬度減小到和載流子的德布羅依波長(zhǎng)相當(dāng)時(shí) ， 能帶中的電子能級(jí)將被量子化 ， 會(huì)使光學(xué)帶隙變寬 ， 這種一維超薄層周期結(jié)構(gòu)就稱為 超晶格結(jié)構(gòu) 。當(dāng) EV ?0時(shí)，則 T=0，不發(fā)生隧道效應(yīng)。 )10( ?? xS iO x 由于化合物薄膜的生長(zhǎng)一般都包括化合與分解，所以按照薄膜的生長(zhǎng) 條件，其計(jì)量往往變化相當(dāng)大。這些都是產(chǎn)生壓應(yīng)力 的原因。在這種情況下，幾乎對(duì)所有物質(zhì)的薄膜，基片都會(huì)發(fā)生 彎曲 。 ? Si、 Cr、 Ti、 W等易氧化（氧化物生成能大）物質(zhì)的薄膜都能比較牢固地附著。 費(fèi)米能級(jí) 是絕對(duì)零度時(shí)電子的最高能級(jí) . ?實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： ? ① 在金屬薄膜 玻璃基片系統(tǒng)中， Au薄膜的附著力最弱； ? ② 易氧化元素 的薄膜，一般說(shuō)來(lái)附著力較大； ? ③在很多情況下，對(duì)薄膜 加熱 （沉積過(guò)程中或沉積完成之后），會(huì)使附著力以及附著能增加； ? ④基片經(jīng) 離子照射 會(huì)使附著力增加。附著能對(duì)基片 薄膜間的距離微分，微分最大值就是 附著力 。 ? 像薄膜這種表面面積很大的固體，表面能級(jí)將會(huì)對(duì)膜內(nèi)電子輸運(yùn)狀況有很大的影響。第四章 無(wú)機(jī)薄膜材料與制備技術(shù) 薄膜及其特性 ? 一、 薄膜的定義及其特性 ? 二、 薄膜材料的分類 ? 三、 薄膜的結(jié)構(gòu)特征與缺陷 ? 四、 薄膜和基片 一、 薄膜的定義及其特性 ? 什么是 “ 薄膜 ” （ thin film），多 “ 薄 ” 的膜才算薄膜？ ? 薄膜有時(shí)與類似的詞匯“涂層”（ coating）、“層”（ layer）、“箔”（ foil）等有相同的意義，但有時(shí)又有些差別。 （ 1） 表面能級(jí)很大 ? 表面能級(jí) 指在固體的表面，原子周期排列的連續(xù)性發(fā)生中斷，電子波函數(shù)的周期性也受到影響，把表面考慮在內(nèi)的電子波函數(shù)已由塔姆（ Tamm）在 1932年進(jìn)行了計(jì)算，得到了電子表面能級(jí)或稱塔姆能級(jí) 。 ? 二者之間的相互作用能就是 附著能 ，附著能可看成是 界面能 的一種。 要充分考慮這種力 對(duì)附著的貢獻(xiàn) 。即使對(duì)一般的金屬來(lái)說(shuō)不能牢固附著的塑料等基片上也能牢固附著。 ? 一般說(shuō)來(lái)，薄膜往往是在非常薄的基片上沉積的。 ? 或者這些高速粒子自己 進(jìn)入晶格 之中。 )10( ?? xTa Nx 另外，若 Si或 SiO在 O2的放電中真空蒸鍍或?yàn)R射，所得到的薄膜 的計(jì)量比也可能是任意的。 電子穿透勢(shì)壘的幾率為： ? ? ?????? ???? EVmhaV EVET 0200 22e x p)(16其中 a為界面勢(shì)壘的寬度。 ? 超晶格膜 : 是將兩種以上不同晶態(tài)物質(zhì)薄膜按 ABAB……排列相互重在一起 ， 人為地制成 周期性結(jié)構(gòu) 后會(huì)顯示出一些不尋常的物理性質(zhì) 。 （ 2）光學(xué)薄膜 ① 減反射膜 例如照相機(jī) 、 幻燈機(jī) 、 投影儀 、 電影放映機(jī) 、 望遠(yuǎn)鏡 、 瞄準(zhǔn)鏡以及各種光學(xué)儀器透鏡和棱鏡上所鍍的單層 MgF2薄膜和雙層或多層（ SiO ZrO Al2O TiO2等 ） 薄膜組成的寬帶減反射膜 。
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