納米薄膜材料演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共60頁(yè)。（優(yōu)選）納米薄膜材料當(dāng)前2頁(yè)，總共60頁(yè)。材料化學(xué)系當(dāng)前3頁(yè)，總共60頁(yè)。薄膜材料是相對(duì)于體材料而言的，是人們采用特殊的方法，在體材料的表面沉積或制備的一層性質(zhì)于體材料完全不同的物質(zhì)層。薄膜材料受到重視的原因在于它往往具有特殊的材料性能或材料組合。返回材料化學(xué)系當(dāng)前4頁(yè)，總共60頁(yè)。薄膜材料之所以能夠成為現(xiàn)代材料科學(xué)各分支中發(fā)展最為迅速的一個(gè)分支，至少有以下三個(gè)方面的原因∶1現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是微電子技術(shù)的發(fā)展，打破了過(guò)去體材料的一統(tǒng)天下。過(guò)去需要眾多材料組合才能實(shí)現(xiàn)的功能，現(xiàn)在僅僅需要少數(shù)幾個(gè)器件或一塊集成電路就可以完成。薄膜技術(shù)正是實(shí)現(xiàn)器件和系統(tǒng)微型化的最有效的技術(shù)手段。

2器件的微型化不僅可以保持器件原有的功能，并使之更強(qiáng)化，而且隨著器件的尺寸減小并接近了電子或其他粒子量子化運(yùn)動(dòng)的微觀尺度，薄膜材料或其器件將顯示出許多全新的物理現(xiàn)象。薄膜技術(shù)作為器件微型化的關(guān)鍵技術(shù)，是制備這類具有新型功能器件的有效手段。

3每種材料的性能都有其局限性。薄膜技術(shù)作為材料制備的有效手段，可以將各種不同的材料靈活地復(fù)合在一起，構(gòu)成具有優(yōu)異特性的復(fù)雜材料體系，發(fā)揮每種成分的優(yōu)勢(shì)，避免單一材料的局限性

材料化學(xué)系當(dāng)前5頁(yè)，總共60頁(yè)。

納米薄膜的分類

A：由納米粒子組成(或堆砌而成)的薄膜。B：在納米粒子間有較多的孔隙或無(wú)序原子或另一種材料，即納米復(fù)合薄膜

由特征維度尺寸為納米數(shù)量級(jí)（1－100nm）的組元鑲嵌于不同的基體里所形成的復(fù)合薄膜材料。

“納米復(fù)合薄膜”按用途可分為兩大類：

a:納米復(fù)合功能薄膜

b:納米復(fù)合結(jié)構(gòu)薄膜材料化學(xué)系當(dāng)前6頁(yè)，總共60頁(yè)。a:納米復(fù)合功能薄膜：利用納米粒子所具有的光、電、磁方面的特異性能，通過(guò)復(fù)合賦予基體所不具備的性能，從而獲得傳統(tǒng)薄膜所沒(méi)有的功能。電磁學(xué)性質(zhì)導(dǎo)電薄膜：Au,Ag,Cu,Al,NiCr,NiSi2,NiSi,CoSi2,TiSi2,SnO2電介質(zhì)?。篠iO2,CaF,BaF2,Si3N4,AlN,BN,BaTiO3,PZT(PbZr1-xTixO3)半導(dǎo)體薄膜：Si,Ge,C,SiC,GaAs,GaN,InSb,CdTe,CdS,ZnSe超導(dǎo)薄膜：YBCO(YBa2Cu3O7)磁性薄膜：Co-Cr,Mn-Bi,GdTbFe,La1-xCax(Srx)MnO3壓電薄膜：AlN,ZnO,LiNbO3,BaTiO3,PbTiO3

b)光學(xué)性質(zhì)吸收，反射，增透膜：Si,CdTe,GaAs,CuInSe2,MgF發(fā)光膜：ZnS,ZnSe,AlxGa1-xAs,GaN,SiC裝飾膜：TiN/TiO2/Glass,Au,TiN材料化學(xué)系當(dāng)前7頁(yè)，總共60頁(yè)。b:納米復(fù)合結(jié)構(gòu)薄膜：通過(guò)納米粒子復(fù)合提高機(jī)械方面的性能

a)硬度，磨損，摩擦TiN,CrN,ZrN,TiC,CrC,ZrC,Diamondb)腐蝕Au,Zn,Sn,Ni-Cr,TiN,BN材料化學(xué)系當(dāng)前8頁(yè)，總共60頁(yè)。金屬／絕緣體、半導(dǎo)體／絕緣體、金屬／半導(dǎo)體、

金屬／高分子、半導(dǎo)體／高分子“納米復(fù)合薄膜”納米粒子：金屬、半導(dǎo)體、絕緣體、有機(jī)高分子基體材料：不同于納米粒子的任何材料

復(fù)合薄膜系列：材料化學(xué)系當(dāng)前9頁(yè)，總共60頁(yè)。3．2納米薄膜材料制備技術(shù)材料化學(xué)系當(dāng)前10頁(yè)，總共60頁(yè)。1）、真空蒸發(fā)(單源單層蒸發(fā)；單源多層蒸發(fā)；多源反應(yīng)共蒸發(fā))2）、磁控濺射3）、離子束濺射（單離子束(反應(yīng))濺射；雙離子束(反應(yīng))濺射；多離子束反應(yīng)共濺射）4）、分子束外延(MBE)1、物理方法材料化學(xué)系當(dāng)前11頁(yè)，總共60頁(yè)。直流濺射法交流濺射法材料化學(xué)系當(dāng)前12頁(yè)，總共60頁(yè)。1）化學(xué)氣相沉積(CVD)：金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積；熱解化學(xué)氣相沉積；等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積；激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉積；微波等離子體化學(xué)氣相沉積。2)

溶膠-凝膠法3)電鍍法

2、化學(xué)方法材料化學(xué)系當(dāng)前13頁(yè)，總共60頁(yè)。金屬有機(jī)物化學(xué)沉積材料化學(xué)系當(dāng)前14頁(yè)，總共60頁(yè)。厚度均勻度表面平坦度粗糙度成分晶粒尺寸不含應(yīng)力純度整體性-沉積膜必須材質(zhì)連續(xù)、不含針孔-膜層的厚度影響：電阻，薄層易含針孔，機(jī)械強(qiáng)度較弱-覆蓋階梯形狀特別重要，膜層厚度維持不變的能力圖4沈積層在(b)階梯處變薄薄膜性質(zhì)參數(shù)材料化學(xué)系當(dāng)前15頁(yè)，總共60頁(yè)。物理氣相沉積(PVD)方法作為一類常規(guī)的薄膜制備手段被廣泛地應(yīng)用于納米薄膜的制備與研究工作中，PVD包括蒸鍍、電子束蒸鍍、濺射等。3．2．1物理氣相沉積法PhysicalVaporDeposition1．氣相沉積的基本過(guò)程(1)氣相物質(zhì)的產(chǎn)生(2)氣相物質(zhì)的輸運(yùn)(3)氣相物質(zhì)的沉積材料化學(xué)系當(dāng)前16頁(yè)，總共60頁(yè)。1EvaporationMaterialSubstrateHeaterVacuumchamberCloud2SputteringMaterialSubstratePlasma使沉積物加熱蒸發(fā)，這種方法稱為蒸發(fā)鍍膜Evaporation；用具有一定能量的粒子轟擊靶材料，從靶材上擊出沉積物原子，稱為濺射鍍膜Sputtering。(1)氣相物質(zhì)的產(chǎn)生材料化學(xué)系當(dāng)前17頁(yè)，總共60頁(yè)。目的：避免氣體碰撞妨礙沉積物到達(dá)基片。

在高真空度的情況下(真空度≤10-2Pa)，沉積物與殘余氣體分子很少碰撞，基本上是從源物質(zhì)直線到達(dá)基片，沉積速率較快；

若真空度過(guò)低，沉積物原子頻繁碰撞會(huì)相互凝聚為微粒，使薄膜沉積過(guò)程無(wú)法進(jìn)行，或薄膜質(zhì)量太差。

(2)氣相物質(zhì)的輸運(yùn)在真空中進(jìn)行材料化學(xué)系當(dāng)前18頁(yè)，總共60頁(yè)。氣相物質(zhì)在基片上的沉積是一個(gè)凝聚過(guò)程。根據(jù)凝聚條件的不同，可以形成非晶態(tài)膜、多晶膜或單晶膜。若在沉積過(guò)程中，沉積物原子之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成化合物膜，稱為反應(yīng)鍍。若用具有一定能量的離子轟擊靶材，以求改變膜層結(jié)構(gòu)與性能的沉積過(guò)程稱為離子鍍。(3)氣相物質(zhì)的沉積材料化學(xué)系當(dāng)前19頁(yè)，總共60頁(yè)。定義：在高真空中用加熱蒸發(fā)的方法使源物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣相，然后凝聚在基體表面的方法。(見(jiàn)書上p52圖)<真空鍍膜技術(shù)與設(shè)備設(shè)計(jì)安裝及操作維護(hù)實(shí)用手冊(cè)>2.蒸鍍(Evaporation)材料化學(xué)系當(dāng)前20頁(yè)，總共60頁(yè)。在高真空中，將源物質(zhì)加熱到高溫，相應(yīng)溫度下的飽和蒸氣向上散發(fā)。基片設(shè)在蒸氣源的上方阻擋蒸氣流，蒸氣則在基片上形成凝固膜。為了補(bǔ)充凝固蒸氣，蒸發(fā)源要以一定的速度連續(xù)供給蒸氣。(1)蒸鍍?cè)聿牧匣瘜W(xué)系當(dāng)前21頁(yè)，總共60頁(yè)。①電阻加熱蒸鍍②電子束加熱蒸鍍③合金膜的制備④化合物膜的制取⑤分子束外延

⑥激光蒸發(fā)鍍膜(2)蒸鍍方法材料化學(xué)系當(dāng)前22頁(yè)，總共60頁(yè)。電阻法是用高熔點(diǎn)金屬做成適當(dāng)?shù)男螤畹募訜崞?，并將膜材料放在上面加熱，利用電流的熱效?yīng)使加熱器溫度達(dá)到材料蒸發(fā)的溫度，膜材料蒸發(fā)并淀積在基板上。一些金屬的蒸發(fā)溫度①電阻加熱蒸鍍由此表可見(jiàn)大多數(shù)金屬的蒸發(fā)溫度都在1000度到2000度之間，而鎢、鉬的熔點(diǎn)都高于2000度，因此加熱的金屬材料一般都選鎢、鉬。

材料化學(xué)系當(dāng)前23頁(yè)，總共60頁(yè)。將鎢絲繞制成各種直徑或不等直徑的螺旋狀即可作為加熱源。在融化以后、被蒸發(fā)物質(zhì)或與鎢絲形成較好的浸潤(rùn)、靠表面張力保持在螺旋鎢絲中、或與鎢絲完全不浸潤(rùn)，被鎢絲螺旋所支撐。電阻材料的要求∶耐高溫、高溫下蒸汽壓低、不與被蒸發(fā)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、無(wú)放氣現(xiàn)象和其它污染、合適的電阻率。所以一般是難熔金屬∶W、Mo和Ta等A:鎢絲加熱器鎢絲一方面起到加熱器的作用，另一方面也起到支撐被加熱物質(zhì)的作用。材料化學(xué)系當(dāng)前24頁(yè)，總共60頁(yè)。對(duì)于鎢絲不能加熱的物質(zhì)，如一些材料的粉末，則用難熔金屬板支撐的加熱器。對(duì)于在固態(tài)升華的物質(zhì)來(lái)說(shuō)，也可以用難熔金屬制成的升華用專用容器。

B:舟狀加熱器材料化學(xué)系當(dāng)前25頁(yè)，總共60頁(yè)。電阻加熱法：依靠纏于坩堝外的電阻絲加熱。高頻加熱法：用通水的銅制線圈作為加熱的初級(jí)感應(yīng)線圈，它靠在被加熱的物質(zhì)中或坩堝中感生出的感應(yīng)電流來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸發(fā)物質(zhì)的加熱。顯然，后者要求被加熱物或坩堝有一定的導(dǎo)電性。C：坩堝加熱器材料：高熔點(diǎn)氧化物、BN、石墨、難熔金屬加熱有二種方式，即傳統(tǒng)的電阻加熱法和高頻加熱法，材料化學(xué)系當(dāng)前26頁(yè)，總共60頁(yè)。常用的幾種加熱器形狀絲狀舟狀坩堝材料化學(xué)系當(dāng)前27頁(yè)，總共60頁(yè)。坩堝式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)(Ta加熱器)材料化學(xué)系當(dāng)前28頁(yè)，總共60頁(yè)。電阻法的缺點(diǎn)：膜材料與加熱材料之間產(chǎn)生擴(kuò)散或反應(yīng)，使加熱材料本身的熔點(diǎn)和蒸發(fā)點(diǎn)降低，以致造成鍍得的膜層含有雜質(zhì)。大多數(shù)膜材料在熔化后將于加熱材料浸潤(rùn)。表面擴(kuò)張，附著在加熱器上形成面蒸發(fā)源，蒸發(fā)效果比較好。反之，若膜材料于加熱材料不浸潤(rùn)，膜材料將融為一個(gè)液球，成為點(diǎn)蒸發(fā)源，如果加熱器的形狀不合適液球?qū)募訜崞魃厦撀湎聛?lái)，使蒸鍍失敗。蒸鍍時(shí)要根據(jù)膜材料的性質(zhì)，注意選擇加熱器的形狀。-不能沉積合金(因不同元素蒸發(fā)速率不同)材料化學(xué)系當(dāng)前29頁(yè)，總共60頁(yè)。用電子束法加熱將避免電阻法的缺點(diǎn)。電子束法是將熱發(fā)射的電子在電場(chǎng)的作用下，經(jīng)磁聚焦后形成電子束打在加熱器（坩堝）內(nèi)的膜材料上，膜材料在電子束的轟擊下蒸鍍到基板上，形成鍍膜。坩堝通常要水冷。

②電子束加熱蒸鍍利用電子束加熱可以使鎢(熔點(diǎn)3380℃)等高熔點(diǎn)金屬熔化。此種方法適用于多種膜材料，尤其適用于高熔點(diǎn)的物質(zhì)。材料化學(xué)系當(dāng)前30頁(yè)，總共60頁(yè)。電子束加熱裝置結(jié)構(gòu)(熱燈絲釋出電子)材料化學(xué)系當(dāng)前31頁(yè)，總共60頁(yè)。電子束加工時(shí)注意事項(xiàng)當(dāng)電子束撞擊到金屬、氣體或金屬蒸汽時(shí)，會(huì)產(chǎn)生X射線，傷害人體細(xì)胞。在電子束加工中，必須注意X射線輻射對(duì)人體的危害。因此需要配置足夠厚的鋼壁或外壁包鉛以防止射線外溢。材料化學(xué)系當(dāng)前32頁(yè)，總共60頁(yè)。圖1:薄膜由均勻的微小晶粒組成.圖中膜層表面的裂紋是由于基底Ta表面具有一定的粗糙度造成的.材料化學(xué)系當(dāng)前33頁(yè)，總共60頁(yè)。蒸鍍實(shí)驗(yàn)步驟:1)基片清洗以及安裝：對(duì)薄膜基片，先用水洗掉灰塵，再用超聲波清洗干凈，取出后用高純度氮?dú)獯蹈?，把干凈的基片放在樣品架指定位置?)鍍膜材料的準(zhǔn)備，安放在蒸發(fā)用坩堝內(nèi)。3)蓋好鐘罩，抽真空，達(dá)到蒸發(fā)鍍膜的真空要求（10-4Pa左右）。4)開(kāi)啟坩堝的加熱電源，烘烤樣片。5)預(yù)熔鍍膜材料。材料化學(xué)系當(dāng)前34頁(yè)，總共60頁(yè)。6)移開(kāi)基片的擋板，設(shè)定樣片基片的加熱程度，把蒸鍍材料加熱到一定溫度（熔點(diǎn)以上），開(kāi)始蒸鍍。7)蒸膜厚度達(dá)到要求以后，把擋板撥回原位，依次關(guān)閉鍍膜材料、基片的加熱電源，等基片冷卻到室溫左右，關(guān)閉真空泵，開(kāi)啟鐘罩，取出樣片進(jìn)行測(cè)試。注意事項(xiàng)1)預(yù)熔鍍膜材料時(shí)要保證擋板擋在樣片上。2)樣片取出前要冷卻樣片到室溫左右。材料化學(xué)系當(dāng)前35頁(yè)，總共60頁(yè)。沉積合金膜，應(yīng)在整個(gè)基片表面和膜層厚度范圍內(nèi)得到均勻的組分。③合金膜的制備可采用兩種方式（p53圖3.6）單電子束蒸發(fā)源沉積多電子束蒸發(fā)源沉積

材料化學(xué)系當(dāng)前36頁(yè)，總共60頁(yè)。蒸鍍法制取化合物膜的限制因素:1)大多數(shù)的化合物在加熱蒸發(fā)時(shí)會(huì)全部或部分分解。所以用簡(jiǎn)單的蒸鍍技術(shù)無(wú)法由化合物直接制成符合化學(xué)計(jì)量比的膜層。(但有一些化合物，如氯化物、硫化物、硒化物和碲化物，甚至少數(shù)氧化物如B203、Sn02，可以采用蒸鍍。因?yàn)樗鼈兒苌俜纸饣蛘弋?dāng)其凝聚時(shí)各種組元又重新化合。)2)與坩堝材料反應(yīng)從而改變膜層成分。

④化合物膜的制取材料化學(xué)系當(dāng)前37頁(yè)，總共60頁(yè)。制取化合物膜的途徑是采用反應(yīng)鍍。例如鍍制TiC是在蒸鍍Ti的同時(shí)，向真空室通人乙炔氣，在基片上發(fā)生以下反應(yīng)，而得到TiC膜層：

2Ti+C2H2一2TiC+H2

材料化學(xué)系當(dāng)前38頁(yè)，總共60頁(yè)。以蒸鍍?yōu)榛A(chǔ)發(fā)展起來(lái)的分子束外延技術(shù)和設(shè)備，經(jīng)過(guò)十余年的開(kāi)發(fā)，近年來(lái)已制備出各種Ⅲ—V族化合物的半導(dǎo)體器件。外延：沉積膜與基片之間存在一定的結(jié)晶學(xué)關(guān)系。⑤分子束外延(MolecularBeamEpitaxy)（MBE）MBE生長(zhǎng)原理在一定的單晶基體上材料襯底上，沿著襯底的某個(gè)指數(shù)晶面向外延伸生長(zhǎng)一層單晶薄膜，如外延膜在同一材料上生長(zhǎng)，稱為同質(zhì)外延，如果外延是在不同材料上生長(zhǎng)則為異質(zhì)外延。材料化學(xué)系當(dāng)前39頁(yè)，總共60頁(yè)。在Si（100）表面上異質(zhì)外延生長(zhǎng)了Si1-XGe層在MgO（100）基片上原位制備了YBa2CuO薄膜在超高真空條件下，精確控制原材料的分子束強(qiáng)度，把分子束射入被加熱的底片上而進(jìn)行外延生長(zhǎng)的?？稍谠映叨壬暇_控制外延厚度，摻雜和界面平整度的超薄層薄膜制備技術(shù)。MBE方法材料化學(xué)系當(dāng)前40頁(yè)，總共60頁(yè)。該技術(shù)的特點(diǎn)是：A：系統(tǒng)是超高真空，因此雜質(zhì)氣體不易進(jìn)入薄膜，薄膜的純度高。B：外延生長(zhǎng)一般可在低溫下進(jìn)行。C：可嚴(yán)格控制薄膜成分以及摻雜濃度。D：對(duì)薄膜進(jìn)行原位檢測(cè)分析，嚴(yán)格控制薄膜的生長(zhǎng)及性質(zhì)。設(shè)備昂貴，維護(hù)費(fèi)用高，生長(zhǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不易大規(guī)模生產(chǎn)等。缺點(diǎn)：材料化學(xué)系當(dāng)前41頁(yè)，總共60頁(yè)。裝置：工作室分子束噴射源超高真空系統(tǒng)各種監(jiān)控儀器將制備薄膜所需要的物質(zhì)和摻雜劑分別放入系統(tǒng)中若干噴射源的坩堝內(nèi)，加熱使物質(zhì)熔化產(chǎn)生相應(yīng)的分子束。材料化學(xué)系當(dāng)前42頁(yè)，總共60頁(yè)。MBE/SPM/MOKE/M?ssbauerSpectrometerVT-SPMLED/AESM?ssbauerSpectrometerMOKEMBE/EBERHEED分子束外延設(shè)備材料化學(xué)系當(dāng)前43頁(yè)，總共60頁(yè)。王曉東，2001年畢業(yè)，理學(xué)博士學(xué)位，讀研期間曾獲得中科院劉永齡獎(jiǎng)學(xué)金。先后在日本神戶大學(xué)，瑞典Chalmer大學(xué)做博士后。現(xiàn)在中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所集成技術(shù)中心副研究員，周大勇，2002年畢業(yè)，理學(xué)碩士學(xué)位，2007年畢業(yè)于荷蘭埃因霍溫理工大學(xué)物理系，獲得博士學(xué)位，現(xiàn)在法國(guó)博士后。瀾清，2002年畢業(yè)，理學(xué)碩士學(xué)位，后獲得北京大學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)在法國(guó)博士后?？自拼?，2002年畢業(yè)，理學(xué)碩士學(xué)位，讀研期間曾獲得中科院劉永齡獎(jiǎng)學(xué)金?，F(xiàn)在美國(guó)普林斯頓大學(xué)物理系攻讀博士學(xué)位。徐曉華，2004年秋季畢業(yè)，工學(xué)碩士學(xué)位，現(xiàn)在美國(guó)AdvancedMaterials公司北京分公司工程師。倪海橋，2004年博士后出站。留在本課題組工作，現(xiàn)已評(píng)為副研究員。龔政，2005年春季畢業(yè)，理學(xué)博士學(xué)位，讀研期間曾獲得中科院劉永齡獎(jiǎng)?，F(xiàn)在英國(guó)UniversityofStrathclyde博士后。中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所分子束外延課題組

材料化學(xué)系當(dāng)前44頁(yè)，總共60頁(yè)。

⑥激光蒸發(fā)鍍膜(laserablation)裝置

使用高功率的激光束作為能量進(jìn)行薄膜的蒸發(fā)沉積的方法叫激光沉積法。特點(diǎn)：加熱溫度高、可避免坩堝污染、材料的蒸發(fā)速率高、蒸發(fā)過(guò)程容易控制等特點(diǎn)。同時(shí)由于在蒸發(fā)過(guò)程中，高能激光光子將能量直接傳給被蒸發(fā)的原子，因而激光蒸發(fā)法的粒子能量一般顯著高于其它的蒸發(fā)方法。材料化學(xué)系當(dāng)前45頁(yè)，總共60頁(yè)。在激光加熱方法中，需要采用特殊的窗口材料將激光束引入真空室中，并要使用透鏡或凹面鏡等將激光束聚焦至被蒸發(fā)材料上。針對(duì)不同波長(zhǎng)的激光束，需要選用不同光譜透過(guò)特性的窗口和透鏡材料。激光加熱方法特別適用于蒸發(fā)那些成分比較復(fù)雜的合金或化合物材料，比如近年來(lái)研究較多的高溫超導(dǎo)材料YBa2Cu3O7等。材料化學(xué)系當(dāng)前46頁(yè)，總共60頁(yè)。LaserAblation薄膜沉積裝置(orLaserdeposition)準(zhǔn)分子激光(KrF、248nm、2-5J/cm2)材料化學(xué)系當(dāng)前47頁(yè)，總共60頁(yè)。蒸鍍只用于鍍制對(duì)結(jié)合強(qiáng)度要求不高的某些功能膜，例如用作電極的導(dǎo)電膜、光學(xué)鏡頭用的增透膜等。蒸鍍用于鍍制合金膜時(shí)，在保證合金成分這點(diǎn)上，要比濺射困難得多，但在鍍制純金屬時(shí)，蒸鍍可以表現(xiàn)出鍍膜速率快的優(yōu)勢(shì)。(3)蒸鍍用途材料化學(xué)系當(dāng)前48頁(yè)，總共60頁(yè)。3．濺射制膜Sputtering定義：在真空室中，利用荷能粒子轟擊靶材表面，使被轟擊出的粒子在基片上沉積的技術(shù)。濺射鍍膜有兩種：離子束濺射：在真空室中，利用離子束轟擊靶表面，使濺射擊的粒子在基片表面成膜。（離子束要由特制的離子源產(chǎn)生，離子源結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，價(jià)格較貴，只是在用于分析技術(shù)和制取特殊的薄膜時(shí)才采用離子束濺射。）另一種是在真空室中，利用低壓氣體放電現(xiàn)象，使處于等離子狀態(tài)下的離子轟擊靶表面，并使濺射出的粒子堆積在基片上。

材料化學(xué)系當(dāng)前49頁(yè)，總共60頁(yè)。

優(yōu)點(diǎn)：靶材沉積在基片上時(shí)，不會(huì)造成任何化學(xué)變化或成分改變對(duì)于任何待鍍材料，只要能作成靶材，就可實(shí)現(xiàn)濺射。（可將任何材料沉積在任何基材上）膜和基體表面間的黏著性比蒸鍍法好薄膜純度高，致密性好。材料化學(xué)系當(dāng)前50頁(yè)，總共60頁(yè)。①直流二級(jí)濺射

②三級(jí)和四極濺射

③射頻濺射

④磁控濺射

⑤合金膜的鍍制⑥化合物膜的鍍制

⑦離子束濺射

濺射方法：靶材為良導(dǎo)體的濺射適合任何一類靶材的濺射沉積溫度低，沉積速率高材料化學(xué)系當(dāng)前51頁(yè)，總共60頁(yè)。直流濺射沉積裝置示意圖接通電源，陰極靶上的負(fù)高壓在兩極間產(chǎn)生輝光放電并建立起一個(gè)等離子區(qū)帶正電的Ar離子加速轟擊陰極靶，使靶物質(zhì)表面濺射，并以分子或原子狀態(tài)沉積在基片表面，形成靶材料的薄膜。①直流二級(jí)濺射

抽真空通Ar氣，使真空室內(nèi)達(dá)到濺射氣壓材料化學(xué)系當(dāng)前52頁(yè)，總共60頁(yè)。③射頻濺射其缺點(diǎn)是大功率的射頻電源不僅價(jià)高，而且對(duì)于人身防護(hù)也成問(wèn)題。因此，射頻濺射不適于工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。

可以制取從導(dǎo)體到絕緣體任意材料的膜,可在大面積基片上沉積薄膜。材料化學(xué)系當(dāng)前53頁(yè)，總共60頁(yè)。④磁控濺射具有高速、低溫、低損傷等優(yōu)點(diǎn)。高速是指沉積速率快，低溫和低損傷是指基片的溫升低、對(duì)膜層的損傷小。

在濺射過(guò)程中，由陰極發(fā)射出來(lái)的電子在電場(chǎng)的作用下具有向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。但是，在垂直磁場(chǎng)的作用下，它的運(yùn)動(dòng)軌跡被其彎曲而重新返回靶面。束縛和延長(zhǎng)了電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，提高電子對(duì)工作氣體的電離效率和濺射沉積率。磁控濺射是應(yīng)用最廣泛的一種濺射沉積方法，其主要原因是這種方法的沉積速率可以比其他濺射方法高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。材料化學(xué)系當(dāng)前54頁(yè)，總共60頁(yè)。ZnO薄膜