薄膜生长技术

《薄膜生长技术》以作者在西北工业大学物理科学与技术学院的“薄膜物理学”课程讲义为蓝本，参考国内外薄膜物理学经典教材，主要论述薄膜物理与薄膜生长技术的基本内容，系统介绍薄膜的形成与生长、物理化学制备薄膜的原理与方法，包括真空蒸发镀膜、溅射镀膜、离子束镀膜、化学气相沉积、脉冲激光分子束外延法等，注重激发学生的学习兴趣，提升学生的学习能力。
本书适用于物理学与材料学专业的高年级本科生，也可供材料物理与化学、凝聚态物理等专业的硕士研究生使用，还可供相关领域科研工作者参考阅读。

前言
第1章 薄膜的形成与生长 1
1.1概述 1
1.2凝结与表面扩散 2
1.2.1吸附 2
1.2.2表面扩散 9
1.2.3凝结过程 10
1.3晶核的形成与生长 13
1.3.1物理过程 13
1.3.2实验观察 14
1.3.3热学界面能理论 15
1.3.4原子聚集理论 23
1.4薄膜生长模式 27
1.4.1薄膜生长原理 27
1.4.2薄膜形成过程 29
1.4.3薄膜生长的三种模式 32
1.5薄膜的结构与缺陷 33
1.5.1薄膜生长的晶带模型 33
1.5.2纤维状生长模型 36
1.5.3薄膜的缺陷 38
1.5.4外延薄膜的生长 39
1.6本章 小结 42
习题 42
参考文献 43
第2章 真空蒸发镀膜 44
2.1真空蒸发镀膜原理 44
2.1.1概述 44
2.1.2饱和蒸气压 46
2.1.3蒸发粒子的速度与能量 50
2.1.4蒸发速率与沉积速率 50
2.1.5厚度分布 52
2.2蒸发源特性 52
2.2.1加热方式 52
2.2.2蒸发特性 65
2.2.3基板配置 71
2.2.4合金及化合物的蒸发 77
2.3本章 小结 81
习题 82
参考文献 83
第3章 溅射镀膜 84
3.1溅射原理 84
3.1.1概述 84
3.1.2辉光放电 85
3.1.3基本概念 89
3.1.4溅射过程与溅射机制 101
3.2溅射方式 108
3.2.1二极溅射 109
3.2.2偏压溅射 111
3.2.3三极溅射和四极溅射 112
3.2.4射频溅射 114
3.2.5磁控溅射 117
3.2.6ECR溅射 128
3.2.7对向靶溅射 129
3.2.8反应溅射 130
3.2.9零气压溅射 132
3.2.10自溅射 135
3.2.11离子束溅射 139
3.3溅射镀膜的厚度均匀性分析 141
3.3.1二极溅射的膜厚均匀性分析 141
3.3.2磁控溅射的膜厚均匀性分析 142
3.4溅射镀膜与真空蒸发镀膜的比较 143
3.5本章 小结 144
习题 145
参考文献 146
第4章 离子束镀膜 147
4.1离子镀原理 147
4.2离子镀对镀膜的影响 149
4.2.1离化率 149
4.2.2沉积前离子轰击的效果 151
4.2.3离子轰击对薄膜生长的影响 153
4.2.4离子轰击对基体和镀层交界面的影响 153
4.2.5离子镀的蒸发源 155
4.3离子镀的类型及特点 157
4.3.1直流二极型离子镀 159
4.3.2三极型和多阴极方式的离子镀 160
4.3.3多弧离子镀 162
4.3.4活性反应离子镀 165
4.3.5空心阴极放电离子镀 167
4.4本章 小结 170
习题 171
参考文献 171
第5章 化学气相沉积 173
5.1概述 173
5.2基本原理 174
5.2.1沉积过程 174
5.2.2反应类型 175
5.2.3特点及应用 179
5.3化学气相沉积类型 180
5.3.1热化学气相沉积 180
5.3.2等离子体化学气相沉积 185
5.3.3光化学气相沉积 192
5.3.4金属有机化学气相沉积 194
5.3.5金属化学气相沉积 197
5.4本章 小结 204
习题 205
参考文献 205
第6章 脉冲激光分子束外延法 206
6.1概述 206
6.1.1方法简介 206
6.1.2方法特点 210
6.2沉积过程及原理 212
6.2.1沉积过程 212
6.2.2沉积原理 214
6.3影响薄膜质量的因素 219
6.3.1偏轴、靶基距的影响 220
6.3.2激光参数的影响 221
6.3.3衬底材料的影响 221
6.3.4衬底温度的影响 222
6.3.5沉积气氛及压强的影响 223
6.3.6清洗工艺的影响 223
6.3.7表面活性剂的影响 225
6.3.8PLD镀膜实例 226
6.4激光镀膜技术的发展与应用前景 227
6.4.1激光镀膜技术的发展 228
6.4.2激光镀膜技术的应用前景 231
6.5本章 小结 232
习题 232
参考文献 233