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薄膜材料科學(xué)與技術(shù)(劉仲武 )

薄膜材料科學(xué)與技術(shù)(劉仲武 )

出版社：化學(xué)工業(yè)出版社出版時(shí)間：2024-10-01
開(kāi)本： 16開(kāi) 頁(yè)數(shù)： 350
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薄膜材料科學(xué)與技術(shù)(劉仲武 ) 版權(quán)信息

薄膜材料科學(xué)與技術(shù)(劉仲武 ) 內(nèi)容簡(jiǎn)介

《薄膜材料科學(xué)與技術(shù)》是教育部高等學(xué)校材料類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)規(guī)劃教材，全面地介紹了薄膜材料的基本概念、薄膜制備技術(shù)、薄膜生長(zhǎng)機(jī)理、薄膜加工技術(shù)以及薄膜分析技術(shù)。在簡(jiǎn)要地闡述薄膜材料基本特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，首先介紹了與薄膜表征和分析密切相關(guān)的真空技術(shù)和等離子體技術(shù)；詳細(xì)闡述了薄膜材料的制備方法，包括薄膜制備的液相方法、薄膜物理氣相沉積技術(shù)、薄膜的熱氧化與化學(xué)氣相沉積技術(shù)、薄膜旋涂和噴涂技術(shù)，涉及各種制備方法的基本原理、制備設(shè)備和制備工藝；分析了氣相沉積薄膜材料的生長(zhǎng)機(jī)制、薄膜的生長(zhǎng)過(guò)程及其影響因素，介紹了薄膜的外延生長(zhǎng)技術(shù)；隨后進(jìn)一步介紹了薄膜的微細(xì)加工技術(shù)，特別是薄膜刻蝕技術(shù)；*后，系統(tǒng)闡述了薄膜的表征和分析方法，包括薄膜的厚度控制與測(cè)量、成分表征、結(jié)構(gòu)表征、原子化學(xué)鍵表征、表面形貌與微觀組織分析以及薄膜材料性能分析。 本書(shū)不僅具有一定的理論參考價(jià)值，也具有較為廣泛的應(yīng)用參考價(jià)值，既可作為高等院校材料類及相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生教學(xué)用書(shū)，也可作為薄膜材料專業(yè)科技人員的參考書(shū)。

薄膜材料科學(xué)與技術(shù)(劉仲武 ) 目錄

**章緒論**節(jié)薄膜的定義 2第二節(jié)薄膜的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu) 3一、薄膜材料的表面效應(yīng) 3二、薄膜材料的納米效應(yīng) 4三、薄膜材料的應(yīng)力 5四、薄膜的結(jié)構(gòu) 6五、薄膜中的缺陷 8六、薄膜的異常結(jié)構(gòu)、非理想化學(xué)計(jì)量比和偽合金 10第三節(jié)薄膜制備方法 10第四節(jié)薄膜材料的應(yīng)用 12本章小結(jié) 13思考題 14參考文獻(xiàn) 14**章緒論**節(jié)薄膜的定義 2第二節(jié)薄膜的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu) 3一、薄膜材料的表面效應(yīng) 3二、薄膜材料的納米效應(yīng) 4三、薄膜材料的應(yīng)力 5四、薄膜的結(jié)構(gòu) 6五、薄膜中的缺陷 8六、薄膜的異常結(jié)構(gòu)、非理想化學(xué)計(jì)量比和偽合金 10第三節(jié)薄膜制備方法 10第四節(jié)薄膜材料的應(yīng)用 12本章小結(jié) 13思考題 14參考文獻(xiàn) 14 第二章薄膜制備技術(shù)基礎(chǔ)**節(jié)真空的基本概念 15一、真空的描述 15二、氣體的吸附與脫附 16第二節(jié)抽真空與真空泵 18一、真空泵的分類與選擇 18二、真空泵的基本參數(shù) 20三、真空泵的類型 20第三節(jié)氣體分子的運(yùn)動(dòng)和氣體的流動(dòng) 28一、氣體分子的平均自由程 28二、氣體與表面的碰撞 29三、氣體的流動(dòng)狀態(tài) 31四、抽氣和抽氣方程 32第四節(jié)真空的測(cè)量 33一、真空計(jì)的分類 34二、熱傳導(dǎo)真空計(jì) 35三、電離真空計(jì) 37第五節(jié)等離子體技術(shù)基礎(chǔ) 38一、等離子體基本概念 38二、等離子體的基本參量 39三、等離子體的分類 42四、等離子體的產(chǎn)生 43五、等離子體的應(yīng)用 47第六節(jié)薄膜液相沉積基礎(chǔ) 48一、液相法制備薄膜材料 48二、相變過(guò)程熱力學(xué) 49三、晶核形成條件 50四、相變過(guò)程動(dòng)力學(xué) 51本章小結(jié) 53思考題 54參考文獻(xiàn) 54 第三章薄膜制備的液相方法**節(jié)電鍍 55一、電鍍的基本原理 55二、電鍍的工藝參數(shù) 56三、電鍍制備薄膜的應(yīng)用 57第二節(jié)化學(xué)鍍 58一、化學(xué)鍍的基本原理 58二、化學(xué)鍍的工藝參數(shù) 62三、化學(xué)鍍制備薄膜的應(yīng)用 64第三節(jié)陽(yáng)極氧化 64一、陽(yáng)極氧化的基本原理 64二、陽(yáng)極氧化的工藝參數(shù) 66三、陽(yáng)極氧化制備薄膜的應(yīng)用 67第四節(jié)電泳 68一、電泳的基本原理 68二、電泳的工藝參數(shù) 69三、電泳制備薄膜的應(yīng)用 70第五節(jié)溶膠凝膠法 71一、溶膠凝膠法的基本過(guò)程 71二、溶膠凝膠法的基本原理 72三、溶膠凝膠法的工藝參數(shù) 73四、溶膠凝膠法制備薄膜的應(yīng)用 75第六節(jié)噴霧熱解法 75一、噴霧熱解法的基本過(guò)程 75二、噴霧熱解法的基本原理 76三、噴霧熱解法的工藝參數(shù) 78四、噴霧熱解法制備薄膜的應(yīng)用 79本章小結(jié) 80思考題 81參考文獻(xiàn) 81 第四章薄膜物理氣相沉積技術(shù)**節(jié)物理氣相沉積簡(jiǎn)介 83一、物理氣相沉積的基本過(guò)程與分類 83二、物理氣相沉積的特點(diǎn) 84三、物理氣相沉積技術(shù)的應(yīng)用 84第二節(jié)真空蒸發(fā)沉積技術(shù) 85一、真空蒸發(fā)沉積的物理原理 85二、不同的真空蒸發(fā)沉積技術(shù) 91第三節(jié)濺射沉積技術(shù) 97一、濺射沉積基本原理 98二、不同的濺射沉積技術(shù) 103三、蒸發(fā)沉積和濺射沉積方法的比較 111第四節(jié)離子束輔助物理氣相沉積技術(shù) 111一、離子束濺射 112二、離子束沉積 112三、離子鍍 113四、陰極電弧等離子體沉積 120五、離子束輔助沉積 121本章小結(jié) 125思考題 126參考文獻(xiàn) 126 第五章薄膜的熱氧化與化學(xué)氣相沉積技術(shù)**節(jié)熱氧化生長(zhǎng) 128一、熱氧化生長(zhǎng)制備SiO2薄膜 128二、熱氧化生長(zhǎng)制備Bi2O3薄膜 130三、熱氧化生長(zhǎng)制備氧化物納米結(jié)構(gòu) 130第二節(jié)化學(xué)氣相沉積技術(shù)基礎(chǔ) 131一、化學(xué)氣相沉積基本要求 131二、化學(xué)氣相沉積基本過(guò)程 132三、物質(zhì)源 133四、化學(xué)氣相沉積反應(yīng)類型 134五、化學(xué)氣相沉積裝置 137六、化學(xué)氣相沉積膜層質(zhì)量的主要影響因素 139七、化學(xué)氣相沉積的特點(diǎn)與應(yīng)用 141第三節(jié)常見(jiàn)的化學(xué)氣相沉積技術(shù) 142一、化學(xué)氣相沉積技術(shù)分類 143二、以反應(yīng)室壓力分類的化學(xué)氣相沉積技術(shù) 144三、以反應(yīng)溫度分類的化學(xué)氣相沉積技術(shù) 147四、以激活方式分類的化學(xué)氣相沉積技術(shù) 150五、金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積技術(shù) 160本章小結(jié) 162思考題 162參考文獻(xiàn) 163 第六章薄膜旋涂和噴涂技術(shù)**節(jié)旋涂技術(shù) 164一、旋涂的基本過(guò)程 164二、旋涂的理論模型 165三、旋涂的分類 168四、旋涂技術(shù)的應(yīng)用 169第二節(jié)熱噴涂技術(shù) 169一、熱噴涂的基本過(guò)程 170二、熱噴涂材料 172三、熱噴涂的分類 177四、熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用 187第三節(jié)冷噴涂技術(shù) 189一、 冷噴涂的基本過(guò)程 190二、冷噴涂的理論模型 190三、冷噴涂的工藝參數(shù) 191四、冷噴涂的分類 193五、冷噴涂技術(shù)的應(yīng)用 194本章小結(jié) 196思考題 196參考文獻(xiàn) 197 第七章氣相沉積薄膜生長(zhǎng)機(jī)制**節(jié)凝聚 199一、吸附 199二、表面擴(kuò)散 206三、*終凝聚 208第二節(jié)薄膜的形核 210一、均勻形核理論 211二、原子聚集理論 214三、兩種成核理論的對(duì)比 217第三節(jié)薄膜的生長(zhǎng) 218一、連續(xù)薄膜的形成過(guò)程 218二、沉積參數(shù)的影響 221三、薄膜生長(zhǎng)模式 224四、薄膜中缺陷及內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生 226五、薄膜形成過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬 230第四節(jié)薄膜的外延生長(zhǎng) 232一、外延生長(zhǎng)機(jī)理 233二、外延生長(zhǎng)形式 235三、分子束外延 236四、液相外延 238五、熱壁外延 240六、金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積外延生長(zhǎng) 241七、離軸磁控濺射 242八、熱激光蒸發(fā)和脈沖激光沉積 242本章小結(jié) 243思考題 243參考文獻(xiàn) 244 第八章薄膜加工技術(shù)**節(jié)刻蝕的基本概念 246一、刻蝕的工藝過(guò)程 246二、刻蝕的主要工藝參數(shù) 248第二節(jié)濕法刻蝕 249一、濕法刻蝕的均勻性 249二、常用的濕法刻蝕技術(shù) 250三、濕法刻蝕的應(yīng)用 253四、電化學(xué)刻蝕 253第三節(jié)干法刻蝕 254一、等離子體在刻蝕中的應(yīng)用 255二、離子束濺射刻蝕 256三、反應(yīng)離子刻蝕 260第四節(jié)飛秒激光燒蝕 267一、飛秒激光燒蝕的基本原理 267二、飛秒激光燒蝕加工系統(tǒng) 268三、飛秒激光燒蝕在薄膜加工中的應(yīng)用 268第五節(jié)其它薄膜加工技術(shù) 269一、反應(yīng)氣體刻蝕 269二、激發(fā)氣體刻蝕 270三、 激光誘導(dǎo)正向轉(zhuǎn)移技術(shù) 271本章小結(jié) 271思考題 272參考文獻(xiàn) 272 第九章薄膜的厚度和組織結(jié)構(gòu)表征**節(jié)薄膜的厚度監(jiān)測(cè)與測(cè)量 274一、薄膜的厚度監(jiān)測(cè) 274二、薄膜的厚度測(cè)量 277第二節(jié)薄膜成分表征 281一、薄膜成分分析設(shè)備 281二、盧瑟福背散射分析 282三、電子顯微探針?lè)治?285四、俄歇電子能譜 287五、X射線光電子能譜 289六、二次離子質(zhì)譜 292第三節(jié)薄膜的結(jié)構(gòu)表征 294一、衍射基礎(chǔ) 294二、掠入射X射線衍射 295三、低能電子衍射 297四、反射高能電子衍射 299五、透射電子顯微鏡 299第四節(jié)薄膜中原子化學(xué)鍵表征 300一、擴(kuò)展X射線 301二、紅外吸收光譜 303三、拉曼光譜 305四、電子能量損失譜 305第五節(jié)薄膜表面形貌與微觀組織分析 307一、場(chǎng)離子顯微鏡 308二、掃描探針顯微鏡 309三、原子力顯微鏡 311本章小結(jié) 312思考題 313參考文獻(xiàn) 313 第十章薄膜材料性能分析**節(jié)薄膜應(yīng)力表征 315一、直接測(cè)量法 316二、間接測(cè)量法 318第二節(jié)薄膜力學(xué)性能表征 320一、硬度 320二、斷裂韌性 325三、摩擦磨損 327四、界面結(jié)合強(qiáng)度 328第三節(jié)薄膜磁性能表征 330一、基本磁學(xué)參數(shù)測(cè)量 330二、磁疇結(jié)構(gòu)表征 332第四節(jié)薄膜的電學(xué)性能表征 334一、電阻率和電導(dǎo)率 334二、磁電阻 336三、霍爾系數(shù) 337第五節(jié)薄膜光學(xué)性能表征 338一、透射率和反射率 338二、光吸收和散射 341三、相位特性 344四、光學(xué)常數(shù) 346本章小結(jié) 348思考題 348參考文獻(xiàn) 349
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薄膜材料科學(xué)與技術(shù)(劉仲武 ) 作者簡(jiǎn)介

劉仲武 華南理工大學(xué)教授、博士生（碩士生）導(dǎo)師，新世紀(jì)優(yōu)秀人才（2011），先進(jìn)金屬與電磁材料研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人。主要從事磁性材料、納米材料與先進(jìn)金屬材料研究。目前是國(guó)際期刊J Surf Interf Mater編委、Material Science and Engineering with Advanced Research編委、《材料科學(xué)》編委，廣東省稀土材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)和家電技術(shù)委員會(huì)委員、中國(guó)材料學(xué)會(huì)和中國(guó)電子學(xué)會(huì)高*級(jí)會(huì)員；廣東省青年科學(xué)家協(xié)會(huì)理事；廣東省材料研究學(xué)會(huì)理事；捷克、馬來(lái)西亞等多個(gè)國(guó)家境外評(píng)審專家； ISAM會(huì)議國(guó)際咨詢委員會(huì)委員。在Adv Mater、JACS、Appl Phys Lett、Acta Mater、Mater Design、J Appl Phys等國(guó)際和國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文320多篇，SCI論文220多篇，申請(qǐng)和授權(quán)專利40多項(xiàng)。1998和1999年兩次獲中國(guó)航空工業(yè)總公司科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。2005年獲英國(guó)Daniel Doncastor Prize；2006年入選華南理工大學(xué)"興華人才"工程"百人計(jì)劃"；2008年入選廣東省"千百十工程"學(xué)術(shù)骨干；2011年入選"新世紀(jì)優(yōu)秀人才"；2016年獲佛山市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；2017年獲廣東省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

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