薄膜材料介绍PPT课件

target
substrate
Cloud Earth surface -- ground
Natural rain Snow Hail
Thunder storm Dust, Pollution
Environmental protection
Target/evaporated source Substrate surface
薄膜材料优点
薄膜材料是相对块体材料而言，但不是简单 地将块体材料压薄而成的，而是采用特殊的方法 在体材料表面制备一层与体材料性质完全不同的 物质层，它一般具有特殊的材料性能或性能组合 。
在真空薄膜沉积过程中，可以看成是原子级 的铸造工艺，它是将单个原子一个一个地凝结在 衬底表面形成薄膜。
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Leading Physical Property Analysis of Thin-Film Materials
真空蒸镀
对于化合物和合成材料，常用各种蒸发法和热壁法。 1）闪蒸蒸发（瞬间蒸发） ：呈细小颗粒或粉末的薄膜材料，以极小流量逐渐进入高温 蒸发源，使每个颗粒在瞬间全蒸发，成膜，以保证膜的组 分比例与合金相同。 2）多源蒸发： 组成合金薄膜的各元素，各自在单独的蒸发源中加热，蒸 发，并按薄膜材料组分比例成膜。 3）反应蒸发：
2. 成膜方法与工艺 真空蒸发镀膜（包括脉冲激光沉积、分子束外延） 溅射镀膜 离子成膜
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Leading Physical Property Analysis of Thin-Film Materials
物理成膜
原子 层的 晶体 生长 “世 界” 与自 然世 界的 比拟
Cloud
Atomic rain Clusters Particles Discharge Impurity, Contamination
Vacuum
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Leading Physical Property Analysis of Thin-Film Materials
真空蒸镀
工艺原理
真空室内加热的固体材料被蒸发汽化或升华后，凝结 沉积到一定温度的衬底材料表面。形成薄膜经历三个过程：
化学气相沉积——原子分子的化学反应 CVD，AMO-CVD，溶胶凝胶法…
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Leading Physical Property Analysis of Thin-Film Materials
物理成膜
1. 定义 利用蒸发、溅射沉积或复合的技术，不涉及到化学反应
,成膜过程基本是一个物理过程而完成薄膜生长过程的技术, 以PVD为代表。
Leading Physical Property Analysis of Thin-Film Materials
1 薄膜材料定义
目
录
2 薄膜材料制备
3 薄膜材料应用
薄膜制备方法
湿式成膜 制备技术
干式成膜
电镀
化学镀 阳极氧化 涂覆法（喷涂、甩胶、浸涂） 溶胶-凝胶膜
物理气相沉积技术 （真空蒸镀、溅射镀膜……）
化学气相沉积技术 （热CVD、光CVD……）
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Leading Physical Property AHale Waihona Puke Baidualysis of Thin-Film Materials
典型制备方法
物理气相沉积 (PVD)——原子分子的物理迁移 PLD，Megnetron Sputtering，ALD，MBE
薄膜材料介绍
客户服务部 陈维涛
1 薄膜材料定义
目
录
2 薄膜材料制备
3 薄膜材料应用
薄膜材料历史
最古老的薄膜 薄膜制备可上溯至三
千多年前的中国商代，那时 我们的祖先就已经会给陶瓷 上“釉”了。汉代发明了用 铅作助溶剂的低温铅釉。到 了唐、宋时代，中国人的彩 釉工艺达到了顶峰。釉涂层 不仅是漂亮的装饰层，而且 增加了陶瓷器的机械强度， 还使其不易污染、便于清洗 。
Leading Physical Property Analysis of Thin-Film Materials
薄膜材料定义
当固体或液体的一维线性尺度远远小于其他二 维时，我们将这样的固体或液体称为膜。
薄膜材料的厚度为1nm~1um之间，它无法单 独存在，只能依附在基底上。
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薄膜学
薄膜的历史，要追溯到三千多年以前。
近30年来，真正作为一门新型的薄膜科学与技术。
目前，薄膜材料已是材料学领域中的一个重要分支， 它涉及物理、化学、电子学、冶金学等学科，在国防、 通讯、航空、航天、电子工业、光学工业等方面有着 特殊的应用，逐步形成了一门独特的学科“薄膜学”。
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Leading Physical Property Analysis of Thin-Film Materials
生活中的薄膜
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Leading Physical Property Analysis of Thin-Film Materials
生活中的薄膜
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Leading Physical Property Analysis of Thin-Film Materials
薄膜材料历史
可能最早的纳米薄膜： 古代铜镜表面的防锈 层（纳米氧化锡薄膜） 其年代可以追溯到商 代，甚至更早。
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Leading Physical Property Analysis of Thin-Film Materials
1) 蒸发或升华。通过一定加热方式使被蒸发材料受热蒸 发或升华，由固态或液态变成气态。
2) 输运到衬底。气态原子或分子在真空状态及一定蒸气 压条件下由蒸发源输运到衬底。
3) 吸附、成核与生长。通过粒子对衬底表面的碰撞，衬 底表面对粒子的吸附以及在表面的迁移完成成核与生 长过程。是一个以能量转换为主的过程。
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薄膜材料分类
薄膜材料
涂层或厚膜 (>1um)
薄膜(<1um)
材料保护涂层
材料装饰涂层 光电子学薄膜 微电子学薄膜 其它功能薄膜 (力、热、磁、生物等)
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