【正文】 。而晶體的固有頻率與其質(zhì)量有關(guān)，事先校準(zhǔn)好頻率變化和沉積質(zhì)量的關(guān)系，并認(rèn)為薄膜密度和塊狀試料密度相同，就可以根據(jù)校準(zhǔn)曲線和石英晶片上薄膜面積測(cè)得薄膜厚度。 納米薄膜應(yīng)用 1．金屬的耐蝕保護(hù)膜 2 多功能薄膜 — SnO2 3．電子信息材料 4．硬質(zhì)薄膜 5 膜分離 六、薄膜厚度的測(cè)量 1. 干涉顯微鏡法 ? 薄膜樣品臺(tái)階處的干涉條紋，由于薄膜樣品的兩個(gè)表面有光程差，干涉條紋發(fā)生了彎曲，通過(guò)測(cè)量條紋的偏移和條紋間距，即可計(jì)算出臺(tái)階高度（薄膜厚度）。理論表明，當(dāng)傳導(dǎo)電子自旋與局域磁化矢量平行時(shí)，散射小，反平行時(shí)散射大。 納米薄膜的性質(zhì)與應(yīng)用 ? 對(duì)顆粒膜的巨磁阻效應(yīng)的理論解釋，通常認(rèn)為與自旋相關(guān)的散射有關(guān)，并以界面散躬效應(yīng)為主。 ? 磁阻效應(yīng)制成的讀出磁頭可顯著提高磁盤的存儲(chǔ)密度，利用巨磁阻效應(yīng)制作磁阻式傳感器可大大提高靈敏度。鐵鎳合金磁阻效應(yīng)可達(dá) 2％ — 3％，且為各向異性。有一個(gè)臨界尺寸的問(wèn)題，當(dāng)金屬顆粒的尺寸大于臨界尺寸時(shí)，將遵守常規(guī)電阻與溫度的關(guān)系；當(dāng)金屬的粒徑小于臨界尺寸時(shí)，它就可能失掉金屬的特性。有人在 Au／ Al2O3的顆粒膜上觀察到電阻反?，F(xiàn)象，隨著 Au含量的增加 (增加納米 Au顆粒的數(shù)量 )，電阻不但不減小，反而急劇增加。 納米薄膜的性質(zhì)與應(yīng)用 ? 2 電學(xué)特性 ? 納米薄膜的電學(xué)性質(zhì)是當(dāng)前納米材料科學(xué)研究中的熱點(diǎn)，這是因?yàn)椋芯考{米薄膜的電學(xué)性質(zhì)，可以搞清導(dǎo)體向絕緣體的轉(zhuǎn)變，以及絕緣體轉(zhuǎn)變的尺寸限域效應(yīng)。 納米薄膜的性質(zhì)與應(yīng)用 1 薄膜的光學(xué)特性 (1)藍(lán)移和寬化 納米顆粒膜，特別是 Ⅱ — Ⅵ 族半導(dǎo)體 CdSXSe1X， 以及 Ⅲ V族半導(dǎo)體 CaAs的顆粒膜，都觀察到光吸收帶邊的藍(lán)移和帶的寬化現(xiàn)象。 使 Langmuir 膜轉(zhuǎn)移到經(jīng)過(guò)處理的基片上，可借助傳統(tǒng)的垂直轉(zhuǎn)移沉積法，即在恒定膜壓和拉膜速度下垂直拉起可制備多層 Y型 LB 膜； 亦采用水平接觸法，即把基片置于與亞相水面平行位置，緩慢下放基片，使與亞相水面上分子膜剛好接觸，則分子膜就被轉(zhuǎn)移吸附到基片上，提升再下降，如此重復(fù)操作亦可得到 LB 膜。 ? LB技術(shù)是一種在分子水平上組裝有序薄膜材料的技術(shù)， LB 膜界面具有局域化學(xué)控制和有序模板效應(yīng)。 LangmuirBlodgett膜法 ? 簡(jiǎn)稱 LB膜 LB 膜法 ? 近年來(lái)，利用 Langmuir 單分子膜和 LB 膜作為模板生成有機(jī) /無(wú)機(jī)納米復(fù)合薄膜已成為當(dāng)前有序分子膜研究中的熱點(diǎn) 。 H2PO32 + H++ 2[H] Ni2+ + 2[H]Ni+2H+ H2PO2 + [H]H2O + OH + P ? 化學(xué)鍍 NiP的過(guò)程依賴于具有催化活性表面，如沉積金屬具有催化活性，當(dāng)基體被金屬鍍層完全覆蓋時(shí)，反應(yīng)立即停止。 電化學(xué)沉積 ? 化學(xué)鍍的基本原理 化學(xué)鍍是采用金屬鹽和還原基在同一鍍液中進(jìn)行自催化的氧化還原反應(yīng)而在固體表面沉積出金屬鍍層的成膜技術(shù)。 通常采用的第二相粒子均是微米級(jí)的，由于顆粒較大，在鍍液中的懸浮能力差。 納米粒子復(fù)合鍍層具有廣闊的應(yīng)用前景。 下面簡(jiǎn)單介紹 CdS薄膜的制備過(guò)程：用 Cd鹽和 S制成非水電解液，通電后在電極上沉積 CdS透明的納米微粒膜，粒徑為 5nm左右。電化學(xué)方法制備的納米材料在抗腐蝕、抗磨損、磁性、催化、磁記錄等方面均具有良好的應(yīng)用前景。包括直流電鍍、脈沖電鍍、無(wú)極電鍍、共沉積等技術(shù)。 ? 在溶膠 — 凝膠薄膜工藝中，影響薄膜厚度的因素很多，其中包括溶膠液的粘度、濃度、比重、提拉速度 (或旋轉(zhuǎn)速度 )及提拉角度，還有溶劑的粘度、比重、蒸發(fā)速率，以及環(huán)境的溫度、干燥條件等。這是該工藝的一大缺點(diǎn)。 ? 旋覆法卻相反，它特別適合于在小圓片基片上制備薄膜。 ? 同浸漬法一樣，溶劑的蒸發(fā)使得旋覆在基片表面的溶膠迅速凝膠化，緊接著進(jìn)行一定的熱處理便得到了所需的氧化物薄膜。 溶膠 凝膠制備氧化物薄膜工藝 ? 旋覆法包括兩個(gè)步驟，即旋覆與熱處理。 即首先將基片浸入預(yù)先制備好的溶膠中，然后以一定的速度將基片向上提拉出液面，這時(shí)在基片的表面上會(huì)形成一層均勻的液膜，緊接著溶劑迅速蒸發(fā)，附著在基片表面的溶膠迅速凝膠化并同時(shí)干燥，從而形成一層凝膠薄膜，當(dāng)該膜在室溫下完全干燥后，將其置于一定溫度下進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚恚詈蟊阒频昧搜趸锉∧ぁ? ? 其中旋覆法和浸漬提拉法最常用。 ? (5)用料省，成本較低。 ? (3)很容易大面積地在各種不同形狀 (平板狀、圓棒狀、圓管內(nèi)壁、球狀及纖維狀等 )、不同材料 (如金屬、玻璃、陶瓷、高分子材料等 )的基底上制備薄膜，甚至可以在粉體材料表面制備一層包覆膜，這是其他的傳統(tǒng)工藝難以做到的。 ? (2)在工藝過(guò)程中溫度低。 ? 目前采用溶膠 凝膠法制備氧化物薄膜，仍以有機(jī)途徑為主。 ? 按照溶膠的形成方法或存在狀態(tài)，將溶膠 凝膠工藝分為有機(jī)途徑和無(wú)機(jī)途徑，兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。大部分熔點(diǎn)在 500℃ 以上的金屬、合金以及玻璃等基體都可采用該流程制取薄膜。 ? 溶膠 凝膠涂膜可以賦于基體各種性能，其中包括機(jī)械的、化學(xué)保護(hù)的、光學(xué)的、電磁的和催化的性能。 CVD法在納米薄膜材料制備中的應(yīng)用 ? CVD法是納米薄膜材料制備中使用最多的一種工藝，用它可以制備幾乎所有的金屬，氧化物、氮化物、碳化合物、硼化物、復(fù)合氧化物等膜材料，廣泛應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)材料和功能材料的制備。當(dāng)團(tuán)簇的平均尺寸足夠大，則其擴(kuò)散能力受到限制。 ? 目前的研究工作表明這一技術(shù)可以有效地控制沉積在襯底上的原子數(shù)目。該技術(shù)首先將所沉積材料激發(fā)成原子狀態(tài)，以 Ar、 He作為載氣使之形成團(tuán)簇，同時(shí)采用電子束使團(tuán)簇離化。 ? 超聲波輻射式 UWCVD的原理見(jiàn)圖，利用電感線圈將基體加熱到一定溫度，適當(dāng)調(diào)節(jié)超聲波的頻率和功率，即可在基體上得到晶粒細(xì)小、致密、強(qiáng)韌性好、與基體結(jié)合牢固的沉積膜。 ? 按照超聲波的傳遞方式， UWCVD可分為兩類：超聲波輻射式和 CVD基體直接振動(dòng)式。 LCVD的最大優(yōu)點(diǎn)在于沉積過(guò)程中不直接加熱整塊基板，可按需要進(jìn)行沉積，空間選擇性好，甚至可使薄膜生成限制在基板的任意微區(qū)內(nèi)；沉積速度比 CVD快。 ? LCVD技術(shù)是用激光束照射封閉于氣室內(nèi)的反應(yīng)氣體，誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)，生成物沉積在置于氣室內(nèi)的基板上。 ? 利用輝光放電等離于體化學(xué)氣相沉積法，在柔軟的有機(jī)樹(shù)脂上沉積一層非晶硅薄膜，宛如人的皮膚，能自由變形，可用于高靈敏度的壓力傳感器探測(cè)元件。 ? 與基于熱化學(xué)的 CVD法相比較： PECVD法可以大大降低沉積溫度，從而不使基板發(fā)生相變或變形，而且成膜質(zhì)量高。 ? PECVD薄膜反應(yīng)室主要有平板電容型和無(wú)極射頻感應(yīng)線圈式兩種。許多金屬有機(jī)化合物在中溫分解，可以沉積在各種基體上，所以這項(xiàng)技術(shù)也被稱為中溫 CVD(MTCVD)。也曾用MOCVD沉積金屬鍍層，這是因?yàn)槟承┙饘冫u化物在高溫下是穩(wěn)定的，而用常規(guī) CVD難以實(shí)現(xiàn)其沉積。其他的初始反應(yīng)物，如氯置換的金屬烷基化合物或配位化合物也可采用。 MOCVD的優(yōu)點(diǎn)是可以在熱敏感的基體上進(jìn)行沉積；其缺點(diǎn)是沉積速率低，晶體缺陷密度高，膜中雜質(zhì)多。盡管根據(jù)前文的介紹， CVD的種類有所不同，但 CVD的程序，無(wú)論是實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的還是工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的都基本上相同。另外，從氣相析出固相的驅(qū)動(dòng)力 (drivi