【正文】 表面能的相對(duì)大小決定一種材料是否和另一種材料 相濕潤(rùn) 并形成 均勻黏附層 。 設(shè)兩個(gè)分子間的上述 相互作用能為 U，則 U可用下式表示： 式中， r為分子間距離； a為分子的極化率； I為分子的極化能；下標(biāo) A、 B分別表示 A分子和 B分子。 ? 薄膜的一個(gè)面附著在基片上并受到 約束作用 ，因此薄膜內(nèi)容易產(chǎn)生應(yīng)變。 m? 薄膜材料的特殊性 ? 同塊體材料相比，由于薄膜材料的厚度很薄，很容易產(chǎn)生 尺寸效應(yīng) ，就是說(shuō)薄膜材料的物性會(huì)受到薄膜厚度的影響。 ? 由于薄膜材料的表面積同體積之比很大，所以表面效應(yīng) 很顯著，表面能、表面態(tài)、表面散射和表面干涉對(duì)它的物性影響很大。若考慮與薄膜膜面垂直的任一斷面，斷面兩側(cè)就會(huì)產(chǎn)生相互作用力，這種相互作用力稱為 內(nèi)應(yīng)力 。用范德瓦耳斯力成功地解釋了許多附著現(xiàn)象。 ? 具有非常低表面能的材料容易和具有較高表面能的材料相濕潤(rùn)。固有應(yīng)力來(lái)自于薄膜中的缺陷，如位錯(cuò)。 ? 真空蒸鍍膜層的應(yīng)力值情況比較復(fù)雜。 化合物的計(jì)量比 ，一般來(lái)說(shuō)是完全確定的。在這些物質(zhì)的薄膜中，由于電子波的 干涉 ，與膜面垂直運(yùn)動(dòng)相關(guān)的能量將取 分立 的數(shù)值，由此會(huì)對(duì)電子的輸運(yùn)現(xiàn)象產(chǎn)生影響。 ? 多功能薄膜： 各膜均有一定的電子功能 ， 如 非晶硅太陽(yáng)電池 : 玻璃襯底 /ITO（ 透明導(dǎo)電膜 ）/PSiC/i181。 按薄膜的功能及其應(yīng)用領(lǐng)域分為： ? 電學(xué)薄膜 ? 光學(xué)薄膜 ? 硬質(zhì)膜、耐蝕膜、潤(rùn)滑膜 ? 有機(jī)分子薄膜 ? 裝飾膜 、 包裝膜 （ 1）電學(xué)薄膜 ① 半導(dǎo)體器件與集成電路中使用的導(dǎo)電材料與介質(zhì)薄膜材料： Al、 Cr、 Pt、 Au、 多晶硅 、 硅化物 、 SiO Si3N Al2O3等的薄膜 。 （ 4）有機(jī)分子薄膜 ? 有 機(jī) 分 子 薄 膜 也 稱 LB （ LangmuirBlodgett） 膜 ， 它是有機(jī)物 ， 如羧酸及其鹽 、 脂肪酸烷基族和染料 、 蛋白質(zhì)等構(gòu)成的分子薄膜 ， 其厚度可以是一個(gè)分子層的單分子膜 ， 也可以是多分子層疊加的多層分子膜 。 ? 同時(shí)給薄膜帶來(lái)一系列的影響，除了使膜與基體的 附著力增加 以外，還會(huì)由于高能粒子轟擊薄膜表面使其溫度上升而改變薄膜的結(jié)構(gòu)，或使內(nèi)部應(yīng)力增加等，另外還可提高成核密度。 薄膜的結(jié)構(gòu) 薄膜結(jié)構(gòu)可分為三種類型： ? 組織結(jié)構(gòu) ? 晶體結(jié)構(gòu) ? 表面結(jié)構(gòu) （一）薄膜的組織結(jié)構(gòu) 薄膜的 組織結(jié)構(gòu) 是指它的結(jié)晶形態(tài) 。 ? 多晶薄膜存在晶粒間界 。 ? 但薄膜中晶粒的晶格常數(shù) ,常常和塊狀晶體不同，產(chǎn)生的原因：一是薄膜與基體晶格常數(shù)不匹配；二是薄膜中有較大的內(nèi)應(yīng)力和表面張力。 位錯(cuò) 薄膜中有大量的位錯(cuò) ， 位錯(cuò)密度通?？蛇_(dá) 。 一、基體的選擇與基片的清洗方法 （ 一 ） 基體的選擇 ? 在薄膜制備過程中，基體的選擇與其他制備條件同樣重要，有時(shí)可能更重要，基體選擇的原則是： （ 1） 是否容易成核和生長(zhǎng)成薄膜； （ 2） 根據(jù)不同的應(yīng)用目的 ， 選擇金屬 （ 或合金 ） 、 玻璃 、 陶瓷單晶和塑料等 作基體； （ 3） 薄膜結(jié)構(gòu)與基體材料結(jié)構(gòu)要對(duì)應(yīng)； 2022/8/27 56 （ 4） 要使薄膜和基體材料的性能相匹配 ， 從而減少熱應(yīng)力 ， 不使薄膜脫落； （ 5） 要考慮市場(chǎng)供應(yīng)情況 、 價(jià)格 、 形狀 、 尺寸 、 表面粗糙度和加工難易程度等 。 （一）真空度的劃分 ? 為了研究真空和實(shí)際應(yīng)用方便 ， 常把真空劃分為： ? 低真空 （ 1 105~1 102Pa） ? 中真空 （ 1 102~1 101Pa） ? 高真空 （ 1 101~1 106Pa） ? 超高真空 （ 1 106Pa） 四個(gè)等級(jí) 。不易脫附，可發(fā)生在高溫下。 2022/8/27 66 ? 任何具體的物理特性，都是在某一壓強(qiáng)范圍才最顯著。 ? 這類方法所依據(jù)的原理一般是不同薄膜厚度造成的 光程差 引起的光的 干涉現(xiàn)象 。 具體來(lái)說(shuō) ， 在正入射和掠入射的情況下 ， 光在反射回光疏物質(zhì)中時(shí)光的相位移動(dòng)相當(dāng)于光程要移動(dòng)半個(gè)波長(zhǎng) ， 光在反射回光密物質(zhì)中時(shí)其相位不變 。 ? 此法不僅可以被用來(lái)測(cè)量表面粗糙度，也可以用來(lái)測(cè)量薄膜臺(tái)階的高度。 2．稱重法 ? 又稱為微量天平法 ，就是采用微天平直接測(cè)量基片上的薄膜質(zhì)量，得到質(zhì)量膜厚。 ? 掠射 :光從光疏介質(zhì)向光密介質(zhì)傳播 ， 入射角接近于 90度時(shí) 不透明薄膜厚度的測(cè)量 ? 如果被研究的薄膜是不透明的 ， 而且在沉積薄膜時(shí)或在沉積之后能夠制備出待測(cè)薄膜的一個(gè)臺(tái)階 ， 那么即可用 等厚干涉條紋 或 等色干涉條紋 的方法方便地測(cè)出臺(tái)階的高度 。 ? ? 此法適合于薄膜沉積過程的在線控制，薄膜厚度均勻性的檢測(cè)，以及聯(lián)系薄膜厚度的測(cè)量。目前，還沒有一種真空計(jì)能夠測(cè)量 1大氣壓至 1010Pa整個(gè)范圍的真空度。 ? 目前常用的設(shè)備有：旋轉(zhuǎn)式機(jī)械真空泵、油擴(kuò)散泵、復(fù)合分子泵、分子篩吸附泵、鈦升華泵、濺射離子泵和低溫泵等。托（ Torr）這一單位在最初獲得真空