《薄膜物理與器件》是2011年5月國防工業出版社出版的圖書，作者是肖定全。主要論述了薄膜物理與薄膜器件的基本內容，並概括介紹了在新材料技術領域中有著重要套用的幾類主要的薄膜材料。
基本介紹
- 書名：薄膜物理與器件
- 作者：肖定全 等編著
- ISBN：9787118072389
- 定價：￥45.00元
- 出版社：國防工業出版社
- 出版時間：2011-5-1
- 開本：16開
編輯推薦,內容簡介,目錄,
編輯推薦
《薄膜物理與器件》主要論述了薄膜物理與薄膜器件的基本內容，並概括介紹了在新材料技術領域中有著重要套用的幾類主要的薄膜材料。書中比較系統地介紹了薄膜的物理化學製備原理與方法，包括蒸發鍍膜、濺射鍍膜、離子鍍、化學氣相沉積、溶液制膜技術等；同時介紹了薄膜的形成，薄膜的結構與缺陷，薄膜的電學性質、力學性質、半導體性質、磁學性質、超導性質等；此外，還扼要介紹了幾類重要薄膜材料及其性能，分析歸納了相關研究發展動態。
《薄膜物理與器件》可作為材料科學與工程、電子科學與工程、電子材料與元器件、半導體物理與器件、套用物理學等專業的教材或教學參考書，也可供相關科技、企業、公司的管理和技術人員參考。
內容簡介
書中比較系統地介紹了薄膜的物理化學製備原理與方法，包括蒸發鍍膜、濺射鍍膜、離子鍍、化學氣相沉積、溶液制膜技術等；同時介紹了薄膜的形成，薄膜的結構與缺陷，薄膜的電學性質、力學性質、半導體性質、磁學性質、超導性質等；此外，還扼要介紹了幾類重要薄膜材料及其性能，分析歸納了相關研究發展動態。
《薄膜物理與器件》可作為材料科學與工程、電子科學與工程、電子材料與元器件、半導體物理與器件、套用物理學等專業的教材或教學參考書，也可供相關科技、企業、公司的管理和技術人員參考。
目錄
第一章 真空技術基礎……1
1.1 真空基礎……1
1.1.1 真空的定義及其度量單位……1
1.1.2 真空的分類……2
1.1.3 氣體與蒸氣……3
1.2 稀薄氣體的性質……3
1.2.1 理想氣體定律……4
1.2.2 氣體分子的速度分布……4
1.2.3 平均自由程……5
1.2.4 碰撞次數與餘弦散射定律……5
1.2.5 真空在薄膜製備中的作用……6
1.3 真空的獲得……7
1.3.1 氣體的流動狀態……7
1.3.2 真空的獲得……8
1.4 真空的測量……13
1.4.1 熱偶真空計和熱阻真空計……14
1.4.2 電離真空計……15
1.4.3 薄膜真空計……15
1.4.4 其他類型的真空計……16
習題與思考題……16
第二章 薄膜的物理製備工藝學……18
2.1 薄膜製備方法概述……18
2.2 真空蒸發鍍膜……19
2.2.1 真空蒸發原理……19
2.2.2 蒸發源的蒸發特性……26
2.2.3 蒸發源的加熱方式……29
2.2.4 合金及化合物的蒸發……35
2.3 濺射鍍膜……37
2.3.1 概述……37
2.3.2 輝光放電……38
2.3.3 表征濺射特性的基本參數……41
2.3.4 濺射過程與濺射鍍膜……49
2.3.5 濺射機理……52
2.3.6 主要濺射鍍膜方式……53
2.3.7 濺射鍍膜的厚度均勻性分析……61
2.3.8 濺射鍍膜與真空蒸發鍍膜的比較……63
2.4 離子束鍍膜……64
2.4.1 離子鍍的原理與特點……65
2.4.2 離子轟擊及其在鍍膜中的作用……66
2.4.3 粒子轟擊對薄膜生長的影響……68
2.4.4 離子鍍的類型及特點……68
2.5 分子束外延技術……72
2.5.1 外延的基本概念……72
2.5.2 MBE裝置及原理……72
2.5.3 MBE的特點……73
2.6 脈衝雷射沉積技術……74
2.6.1 脈衝雷射沉積技術概述……74
2.6.2 脈衝雷射沉積技術的特點……75
2.6.3 脈衝雷射沉積薄膜技術的改進……77
2.6.4 脈衝雷射沉積薄膜技術的發展……77
習題與思考題……82
第三章 薄膜的化學製備工藝學……85
3.1 概述……85
3.2 化學氣相沉積……85
3.2.1 化學氣相沉積簡介……85
3.2.2 CVD的基本原理……86
3.2.3 CVD法的主要特點……90
3.2.4 幾種主要的CVD技術簡介……91
3.3 薄膜的化學溶液製備技術……97
3.3.1 化學反應鍍膜……97
3.3.2 溶膠—凝膠法(Sol-Gel)法……99
3.3.3 陽極氧化法……99
3.3.4 電鍍法……100
3.3.5 噴霧熱分解法……101
3.4 薄膜的軟溶液製備技術……102
3.4.1 軟溶液製備技術的基本原理……102
3.4.2 水熱電化學……103
3.5 超薄有機薄膜的LB製備技術……104
3.5.1 概述……104
3.5.2 LB薄膜技術……105
習題與思考題……106
第四章 薄膜製備中的相關技術……109
4.1 基片……109
4.1.1 各種基片的性質……109
4.1.2 基片的清洗……114
4.1.3 超清潔表面……117
4.2 薄膜厚度的測量與監控……120
4.2.1 力學方法……121
4.2.2 電學方法……122
4.2.3 光學方法……124
4.2.4 其他膜厚監控方法……127
4.3 薄膜圖形製備技術……128
4.3.1 薄膜圖形加工的主要方法……128
4.3.2 光刻法……129
4.4 薄膜製備的環境……136
4.4.1 塵埃與針孔……136
4.4.2 超淨工作間標準與級別……136
習題與思考題……138
第五章 薄膜的形成與生長……140
5.1 凝結過程與表面擴散過程……140
5.1.1 吸附過程……140
5.1.2 表面擴散過程……141
5.1.3 凝結過程……142
5.2 薄膜晶核的形成與生長……145
5.2.1 晶核形成與生長的物理過程……145
5.2.2 晶核形成理論……146
5.3 薄膜的形成與生長……151
5.3.1 薄膜生長的三種模式……151
5.3.2 薄膜形成過程……153
5.3.3 濺射薄膜與外延薄膜的生長特性……155
5.3.4 非晶薄膜的生長特性……158
5.3.5 影響薄膜生長特性的因素……160
5.4 薄膜形成過程的計算機模擬……162
5.4.1 蒙特卡羅法計算機模擬……162
5.4.2 分子動力學計算機模擬……164
習題與思考題……167
第六章 現代薄膜分析方法……168
6.1 概述……168
6.2 X射線衍射法……169
6.2.1 X射線衍射原理……169
6.2.2 X射線衍射的套用……170
6.3 掃描電子顯微鏡……171
6.3.1 掃描電子顯微鏡的工作原理……171
6.3.2 掃描電子顯微鏡的套用……173
6.3.3 新型掃描電子顯微鏡……174
6.4 透射電子顯微鏡……175
6.4.1 透射電子顯微鏡的工作原理……175
6.4.2 TEM 的套用……176
6.4.3 TEM 的發展……176
6.5 俄歇電子能譜……178
6.5.1 俄歇電子能譜的工作原理……178
6.5.2 俄歇電子能譜的套用與發展……180
6.6 X射線光電子能譜……182
6.6.1 X射線光電子能譜的工作原理……182
6.6.2 XPS的定性分析……184
6.6.3 XPS的定量分析……185
6.7 二次離子質譜……185
6.7.1 二次離子質譜發展簡介……185
6.7.2 SIMS的原理……185
6.7.3 SIMS的套用……187
6.7.4 SIMS的新進展……188
6.8 盧瑟福背散射法……189
6.8.1 基本原理……189
6.8.2 分析方法……189
6.8.3 RBS的實驗設備與樣品……191
6.9 原子力顯微鏡……192
6.9.1 原子力顯微鏡的基本原理……192
6.9.2 原子力顯微鏡的成像模式……193
6.9.3 壓電回響力顯微鏡……194
習題與思考題……195
第七章 薄膜的物理性質……196
7.1 薄膜的力學性質……196
7.1.1 薄膜的附著力……196
7.1.2 薄膜的內應力……200
7.1.3 薄膜的硬度……203
7.2 薄膜的電學性質……204
7.2.1 金屬薄膜的電學性質……204
7.2.2 介質薄膜的電學性質……207
7.2.3 半導體薄膜的電學性質……216
7.3 薄膜的光學性能……222
7.3.1 薄膜光學的基本理論……222
7.3.2 薄膜光學性能的測量……224
7.3.3 薄膜波導與光耦合……226
7.4 薄膜的磁學性質……227
7.4.1 薄膜的磁性……227
7.4.2 磁各向異性……229
7.4.3 薄膜的磁疇……229
7.4.4 磁阻效應……229
7.4.5 薄膜製備條件對磁性能的影響……230
7.5 薄膜的熱學性質……231
7.5.1 薄膜熱導率測量方法……231
7.5.2 薄膜熱擴散率測量方法……235
7.5.3 薄膜熱容的測量方法……236
7.5.4 薄膜熱膨脹係數測量方法……237
習題與思考題……238
第八章 幾種重要的功能薄膜材料……240
8.1 半導體薄膜……240
8.1.1 概述……240
8.1.2 半導體薄膜的製備方法……240
8.1.3 元素半導體薄膜……241
8.1.4 Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體薄膜……243
8.1.5 Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體薄膜……245
8.1.6 氧化鋅薄膜……249
8.2 超導薄膜……252
8.2.1 超導薄膜的製備與性能……252
8.2.2 超導薄膜的研究進展……254
8.3 鐵電薄膜……258
8.3.1 概述……258
8.3.2 鐵電薄膜的製備……259
8.3.3 鐵電薄膜的研究進展……260
8.4 磁性薄膜……262
8.4.1 概述……262
8.4.2 磁記錄薄膜……263
8.4.3 磁光薄膜……263
8.4.4 磁阻薄膜……265
8.4.5 氧化物磁性薄膜……267
8.5 磁電薄膜……269
8.5.1 概述……269
8.5.2 單相磁電薄膜……270
8.5.3 多相複合磁電薄膜……272
8.6 光學薄膜……276
8.6.1 光波導薄膜……276
8.6.2 光開關薄膜……278
8.6.3 薄膜透鏡……279
8.6.4 薄膜雷射器……280
8.7 金剛石薄膜……281
8.7.1 概述……281
8.7.2 金剛石膜的製備方法……281
8.7.3 金剛石膜的性能……282
習題與思考題……284
第九章 薄膜套用……285
9.1 半導體薄膜套用……285
9.1.1 非晶矽半導體薄膜套用……285
9.1.2 多晶矽半導體薄膜套用……287
9.1.3 化合物半導體薄膜套用……288
9.1.4 碳化矽薄膜套用……293
9.2 光學薄膜套用……295
9.2.1 減反射膜……295
9.2.2 反射膜……298
9.2.3 分光膜……302
9.3 磁性薄膜套用……306
9.3.1 磁記錄薄膜……306
9.3.2 磁光薄膜……309
9.4 超硬薄膜套用……310
9.4.1 金剛石薄膜的套用……310
9.4.2 類金剛石薄膜的套用……312
9.5 發光薄膜套用……313
9.5.1 薄膜發光顯示器……313
9.5.2 有機電致發光薄膜……314
9.6 鐵電薄膜套用……315
9.6.1 鐵電存儲器……315
9.6.2 紅外熱釋電探測器……315
9.6.3 鐵電薄膜微機電系統(MEMS)……317
9.6.4 鐵電光波導及鐵電超晶格……317
9.7 超導薄膜套用……319
9.7.1 SQUID儀器……319
9.7.2 超導微波器件與超導紅外探測器……320
9.7.3 超導濾波器……321
9.7.4 超導數字計算機……322
9.8 LB膜的套用……322
9.8.1 LB膜在生物膜仿生模擬上的套用……322
9.8.2 LB膜技術製備超薄膜……323
9.8.3 LB膜在光學上的套用……324
9.8.4 LB膜在半導體材料中的套用……324
9.8.5 LB膜在鐵電材料中的套用……325
9.8.6 LB膜在感測器上的套用……325
習題與思考題……326
主要辭彙漢英索引……327
參考文獻……333"
1.1 真空基礎……1
1.1.1 真空的定義及其度量單位……1
1.1.2 真空的分類……2
1.1.3 氣體與蒸氣……3
1.2 稀薄氣體的性質……3
1.2.1 理想氣體定律……4
1.2.2 氣體分子的速度分布……4
1.2.3 平均自由程……5
1.2.4 碰撞次數與餘弦散射定律……5
1.2.5 真空在薄膜製備中的作用……6
1.3 真空的獲得……7
1.3.1 氣體的流動狀態……7
1.3.2 真空的獲得……8
1.4 真空的測量……13
1.4.1 熱偶真空計和熱阻真空計……14
1.4.2 電離真空計……15
1.4.3 薄膜真空計……15
1.4.4 其他類型的真空計……16
習題與思考題……16
第二章 薄膜的物理製備工藝學……18
2.1 薄膜製備方法概述……18
2.2 真空蒸發鍍膜……19
2.2.1 真空蒸發原理……19
2.2.2 蒸發源的蒸發特性……26
2.2.3 蒸發源的加熱方式……29
2.2.4 合金及化合物的蒸發……35
2.3 濺射鍍膜……37
2.3.1 概述……37
2.3.2 輝光放電……38
2.3.3 表征濺射特性的基本參數……41
2.3.4 濺射過程與濺射鍍膜……49
2.3.5 濺射機理……52
2.3.6 主要濺射鍍膜方式……53
2.3.7 濺射鍍膜的厚度均勻性分析……61
2.3.8 濺射鍍膜與真空蒸發鍍膜的比較……63
2.4 離子束鍍膜……64
2.4.1 離子鍍的原理與特點……65
2.4.2 離子轟擊及其在鍍膜中的作用……66
2.4.3 粒子轟擊對薄膜生長的影響……68
2.4.4 離子鍍的類型及特點……68
2.5 分子束外延技術……72
2.5.1 外延的基本概念……72
2.5.2 MBE裝置及原理……72
2.5.3 MBE的特點……73
2.6 脈衝雷射沉積技術……74
2.6.1 脈衝雷射沉積技術概述……74
2.6.2 脈衝雷射沉積技術的特點……75
2.6.3 脈衝雷射沉積薄膜技術的改進……77
2.6.4 脈衝雷射沉積薄膜技術的發展……77
習題與思考題……82
第三章 薄膜的化學製備工藝學……85
3.1 概述……85
3.2 化學氣相沉積……85
3.2.1 化學氣相沉積簡介……85
3.2.2 CVD的基本原理……86
3.2.3 CVD法的主要特點……90
3.2.4 幾種主要的CVD技術簡介……91
3.3 薄膜的化學溶液製備技術……97
3.3.1 化學反應鍍膜……97
3.3.2 溶膠—凝膠法(Sol-Gel)法……99
3.3.3 陽極氧化法……99
3.3.4 電鍍法……100
3.3.5 噴霧熱分解法……101
3.4 薄膜的軟溶液製備技術……102
3.4.1 軟溶液製備技術的基本原理……102
3.4.2 水熱電化學……103
3.5 超薄有機薄膜的LB製備技術……104
3.5.1 概述……104
3.5.2 LB薄膜技術……105
習題與思考題……106
第四章 薄膜製備中的相關技術……109
4.1 基片……109
4.1.1 各種基片的性質……109
4.1.2 基片的清洗……114
4.1.3 超清潔表面……117
4.2 薄膜厚度的測量與監控……120
4.2.1 力學方法……121
4.2.2 電學方法……122
4.2.3 光學方法……124
4.2.4 其他膜厚監控方法……127
4.3 薄膜圖形製備技術……128
4.3.1 薄膜圖形加工的主要方法……128
4.3.2 光刻法……129
4.4 薄膜製備的環境……136
4.4.1 塵埃與針孔……136
4.4.2 超淨工作間標準與級別……136
習題與思考題……138
第五章 薄膜的形成與生長……140
5.1 凝結過程與表面擴散過程……140
5.1.1 吸附過程……140
5.1.2 表面擴散過程……141
5.1.3 凝結過程……142
5.2 薄膜晶核的形成與生長……145
5.2.1 晶核形成與生長的物理過程……145
5.2.2 晶核形成理論……146
5.3 薄膜的形成與生長……151
5.3.1 薄膜生長的三種模式……151
5.3.2 薄膜形成過程……153
5.3.3 濺射薄膜與外延薄膜的生長特性……155
5.3.4 非晶薄膜的生長特性……158
5.3.5 影響薄膜生長特性的因素……160
5.4 薄膜形成過程的計算機模擬……162
5.4.1 蒙特卡羅法計算機模擬……162
5.4.2 分子動力學計算機模擬……164
習題與思考題……167
第六章 現代薄膜分析方法……168
6.1 概述……168
6.2 X射線衍射法……169
6.2.1 X射線衍射原理……169
6.2.2 X射線衍射的套用……170
6.3 掃描電子顯微鏡……171
6.3.1 掃描電子顯微鏡的工作原理……171
6.3.2 掃描電子顯微鏡的套用……173
6.3.3 新型掃描電子顯微鏡……174
6.4 透射電子顯微鏡……175
6.4.1 透射電子顯微鏡的工作原理……175
6.4.2 TEM 的套用……176
6.4.3 TEM 的發展……176
6.5 俄歇電子能譜……178
6.5.1 俄歇電子能譜的工作原理……178
6.5.2 俄歇電子能譜的套用與發展……180
6.6 X射線光電子能譜……182
6.6.1 X射線光電子能譜的工作原理……182
6.6.2 XPS的定性分析……184
6.6.3 XPS的定量分析……185
6.7 二次離子質譜……185
6.7.1 二次離子質譜發展簡介……185
6.7.2 SIMS的原理……185
6.7.3 SIMS的套用……187
6.7.4 SIMS的新進展……188
6.8 盧瑟福背散射法……189
6.8.1 基本原理……189
6.8.2 分析方法……189
6.8.3 RBS的實驗設備與樣品……191
6.9 原子力顯微鏡……192
6.9.1 原子力顯微鏡的基本原理……192
6.9.2 原子力顯微鏡的成像模式……193
6.9.3 壓電回響力顯微鏡……194
習題與思考題……195
第七章 薄膜的物理性質……196
7.1 薄膜的力學性質……196
7.1.1 薄膜的附著力……196
7.1.2 薄膜的內應力……200
7.1.3 薄膜的硬度……203
7.2 薄膜的電學性質……204
7.2.1 金屬薄膜的電學性質……204
7.2.2 介質薄膜的電學性質……207
7.2.3 半導體薄膜的電學性質……216
7.3 薄膜的光學性能……222
7.3.1 薄膜光學的基本理論……222
7.3.2 薄膜光學性能的測量……224
7.3.3 薄膜波導與光耦合……226
7.4 薄膜的磁學性質……227
7.4.1 薄膜的磁性……227
7.4.2 磁各向異性……229
7.4.3 薄膜的磁疇……229
7.4.4 磁阻效應……229
7.4.5 薄膜製備條件對磁性能的影響……230
7.5 薄膜的熱學性質……231
7.5.1 薄膜熱導率測量方法……231
7.5.2 薄膜熱擴散率測量方法……235
7.5.3 薄膜熱容的測量方法……236
7.5.4 薄膜熱膨脹係數測量方法……237
習題與思考題……238
第八章 幾種重要的功能薄膜材料……240
8.1 半導體薄膜……240
8.1.1 概述……240
8.1.2 半導體薄膜的製備方法……240
8.1.3 元素半導體薄膜……241
8.1.4 Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體薄膜……243
8.1.5 Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體薄膜……245
8.1.6 氧化鋅薄膜……249
8.2 超導薄膜……252
8.2.1 超導薄膜的製備與性能……252
8.2.2 超導薄膜的研究進展……254
8.3 鐵電薄膜……258
8.3.1 概述……258
8.3.2 鐵電薄膜的製備……259
8.3.3 鐵電薄膜的研究進展……260
8.4 磁性薄膜……262
8.4.1 概述……262
8.4.2 磁記錄薄膜……263
8.4.3 磁光薄膜……263
8.4.4 磁阻薄膜……265
8.4.5 氧化物磁性薄膜……267
8.5 磁電薄膜……269
8.5.1 概述……269
8.5.2 單相磁電薄膜……270
8.5.3 多相複合磁電薄膜……272
8.6 光學薄膜……276
8.6.1 光波導薄膜……276
8.6.2 光開關薄膜……278
8.6.3 薄膜透鏡……279
8.6.4 薄膜雷射器……280
8.7 金剛石薄膜……281
8.7.1 概述……281
8.7.2 金剛石膜的製備方法……281
8.7.3 金剛石膜的性能……282
習題與思考題……284
第九章 薄膜套用……285
9.1 半導體薄膜套用……285
9.1.1 非晶矽半導體薄膜套用……285
9.1.2 多晶矽半導體薄膜套用……287
9.1.3 化合物半導體薄膜套用……288
9.1.4 碳化矽薄膜套用……293
9.2 光學薄膜套用……295
9.2.1 減反射膜……295
9.2.2 反射膜……298
9.2.3 分光膜……302
9.3 磁性薄膜套用……306
9.3.1 磁記錄薄膜……306
9.3.2 磁光薄膜……309
9.4 超硬薄膜套用……310
9.4.1 金剛石薄膜的套用……310
9.4.2 類金剛石薄膜的套用……312
9.5 發光薄膜套用……313
9.5.1 薄膜發光顯示器……313
9.5.2 有機電致發光薄膜……314
9.6 鐵電薄膜套用……315
9.6.1 鐵電存儲器……315
9.6.2 紅外熱釋電探測器……315
9.6.3 鐵電薄膜微機電系統(MEMS)……317
9.6.4 鐵電光波導及鐵電超晶格……317
9.7 超導薄膜套用……319
9.7.1 SQUID儀器……319
9.7.2 超導微波器件與超導紅外探測器……320
9.7.3 超導濾波器……321
9.7.4 超導數字計算機……322
9.8 LB膜的套用……322
9.8.1 LB膜在生物膜仿生模擬上的套用……322
9.8.2 LB膜技術製備超薄膜……323
9.8.3 LB膜在光學上的套用……324
9.8.4 LB膜在半導體材料中的套用……324
9.8.5 LB膜在鐵電材料中的套用……325
9.8.6 LB膜在感測器上的套用……325
習題與思考題……326
主要辭彙漢英索引……327
參考文獻……333"
