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开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787122446763
《薄膜物理与技术》主要阐述了薄膜物理与薄膜技术的基础理论知识，重点讲述了薄膜生长基础，薄膜生长技术，包括蒸发、溅射、离子镀、化学气相沉积、原子层沉积、化学溶液沉积以及纳米薄膜组装等，并对薄膜的基本性质及与光、电相关的一些薄膜材料进行了介绍。本书可作为高等学校材料科学与工程、电子科学与技术、微电子、光学等专业的本科生或研究生的教材或教学参考书，也可供从事相关行业的工程技术人员参考使用。
第1章薄膜生长基础
1.1概述 1
1.2薄膜生长过程 2
1.2.1薄膜生长的类型 3
1.2.2薄膜生长的三种机制 6
1.3薄膜生长理论 8
1.3.1热力学界面能理论 8
1.3.2原子聚集理论 13
1.4薄膜结构 15
1.4.1薄膜结构与缺陷 15
1.4.2结构区域模型 16
思考题 17
第2章蒸发镀膜
2.1蒸发原理 19
2.1.1蒸发特性 19
2.1.2合金与化合物的蒸发 22
2.1.3薄膜厚度的均匀性 24
2.1.4蒸发源与电阻蒸发 27
2.2电子束蒸发 28
2.2.1电子束加热原理 28
2.2.2电子束蒸发源 29
2.2.3特殊电子束蒸发 31
2.3激光蒸发 32
2.3.1激光蒸发基本原理 32
2.3.2脉冲激光烧蚀 32
2.4分子束外延 35
2.4.1外延生长概述 35
2.4.2分子束外延生长 36
思考题 40
第3章溅射镀膜
3.1溅射原理和特性 42
3.1.1溅射原理 42
3.1.2溅射产额 43
3.1.3溅射特性 44
3.1.4合金与化合物的溅射 47
3.2直流溅射 48
3.2.1二极溅射 49
3.2.2三极溅射和四极溅射 50
3.3射频溅射 51
3.4磁控溅射 52
3.4.1磁控溅射原理与特点 52
3.4.2磁控溅射设备 54
3.5反应溅射 56
3.6中频溅射 58
思考题 59
第4章离子镀与离子束沉积
4.1离子镀原理 60
4.2活化反应蒸发 61
4.3阴极电弧等离子体沉积 63
4.4离子束沉积 65
4.4.1直接引出式离子束沉积 66
4.4.2质量分离式离子束沉积 66
4.4.3离化团束沉积 67
4.4.4离子束辅助沉积 68
4.4.5离子束溅射 70
思考题 71
第5章化学气相沉积
5.1化学气相沉积原理 72
5.2热化学气相沉积 73
5.2.1常压化学气相沉积 74
5.2.2低压化学气相沉积 75
5.3等离子体增强化学气相沉积 76
5.4光化学气相沉积 79
5.5金属有机化学气相沉积 80
思考题 82
第6章原子层沉积
6.1原子层沉积的过程和特点 83
6.1.1原子层沉积过程 83
6.1.2原子层沉积特点 84
6.1.3影响原子层沉积生长速率的因素 84
6.2热原子层沉积 86
6.2.1氧化物沉积 86
6.2.2半导体沉积 88
6.3空间原子层沉积 89
6.4电化学原子层沉积 90
6.5等离子体增强原子层沉积 91
6.5.1等离子体增强原子层沉积的反应 91
6.5.2等离子体增强原子层沉积的分类与特点 93
思考题 95
第7章其它薄膜沉积技术
7.1化学溶液沉积法 97
7.1.1电镀 97
7.1.2化学镀 101
7.1.3阳极氧化 104
7.1.4液相外延 108
7.1.5喷雾热解 112
7.2LB薄膜法 115
7.2.1LB薄膜定义 115
7.2.2LB膜材料在亚相上的展开机理 115
7.2.3LB膜的沉积方法 116
7.2.4LB膜技术的特点 117
7.3溶胶-凝胶法 118
7.3.1溶胶-凝胶法定义 118
7.3.2溶胶-凝胶法工艺 118
7.3.3溶胶-凝胶法反应过程 121
7.3.4溶胶-凝胶法特点与应用 122
思考题 123
第8章纳米薄膜组装
8.1概述 125
8.2纳米薄膜技术 127
8.2.1纳米薄膜设计制备 127
8.2.2纳米薄膜释放过程 128
8.2.3纳米薄膜结构的构建 129
8.3面向电学和光学应用的纳米薄膜组装 129
8.3.1基于组装纳米薄膜的光电器件 129
8.3.2用于柔性和可穿戴电子产品的褶皱纳米薄膜 131
8.4纳米薄膜折纸结构 132
8.4.1用于三维器件的卷曲纳米薄膜 132
8.4.2用于智能器件的纳米薄膜折纸 剪纸结构 134
8.5仿生纳米薄膜 136
8.6纳米薄膜形式的二维材料 138
8.7小结 139
思考题 140
第9章薄膜的物理性质
9.1薄膜厚度的测量与监控 141
9.1.1薄膜厚度的测量 141
9.1.2薄膜厚度的监控 147
9.2薄膜的力学性质 152
9.2.1薄膜的附着力 153
9.2.2薄膜的内应力 157
9.2.3薄膜的硬度 161
9.3薄膜的电学性质 162
9.3.1薄膜电阻 162
9.3.2连续金属薄膜的电学性质 164
9.3.3非连续金属薄膜的电学性质 165
9.3.4薄膜的介电性质 167
9.4薄膜的光学性质 169
9.4.1特征矩阵 169
9.4.2减反膜 173
9.4.3反射膜 177
9.4.4滤光片 180
思考题 180
第10章薄膜材料及应用
10.1概述 182
10.2集成电路中的薄膜 185
10.2.1集成电路制造工艺概述 185
10.2.2介质层薄膜 186
10.2.3金属化 187
10.3薄膜晶体管 189
10.3.1薄膜晶体管概述 189
10.3.2薄膜晶体管类型 191
10.3.3薄膜晶体管工作原理和特性参数 192
10.3.4薄膜晶体管的应用 193
10.4铁电薄膜 195
10.4.1铁电性、热释电性和压电性 195
10.4.2铁电材料历史 196
10.4.3铁电材料及制备技术 196
10.4.4铁电滞回线 198
10.4.5铁电薄膜的应用 199
10.5薄膜太阳电池 201
10.5.1太阳电池的原理与特性 202
10.5.2非晶硅薄膜太阳电池 203
10.5.3铜铟镓硒薄膜太阳电池 207
10.5.4碲化镉薄膜太阳电池 211
10.6透明导电薄膜 213
10.6.1透明导电薄膜材料 214
10.6.2透明导电薄膜制备 217
10.6.3透明导电薄膜的电学与光学性能 218
10.6.4高价态掺杂透明导电氧化物薄膜 220
10.6.5透明导电薄膜的应用 222
10.7光催化薄膜 224
10.7.1半导体光催化概述 224
10.7.2TiO2光催化薄膜 226
10.7.3超亲水TiO2薄膜 231
10.7.4TiO2光催化薄膜的应用 232
思考题 234
参考文献
薄膜是一种在一个维度上的尺寸（通常小于1μm）远远小于另外两个不受限制的维度尺寸的材料，当薄膜厚度减薄到一定尺寸后其物理性质（如电阻率、电阻温度系数等）随厚度的变化而发生改变，因而成为一种在电子、光学、光电、能源、建筑、机械等行业中获得广泛应用的重要材料。
薄膜技术的历史可追溯到19世纪，工业化大规模生产则始于20世纪50年代，随着真空镀膜技术兴起而得到发展和完善。到20世纪80年代，薄膜科学已发展成一门相对独立的学科。促使薄膜科学迅速发展的重要原因是薄膜材料强大的应用背景、低维凝聚态理论的不断发展和现代分析技术与分析能力的不断提高。时至今日，各种不同功能的薄膜得到了广泛应用，薄膜在材料领域占据着越来越重要的地位，各种材料的薄膜化已经成为一种普遍趋势。这其中包括纳米薄膜等低维材料、高介电常数和低介电常数介质薄膜、大规模集成电路用铜布线薄膜、巨磁电阻与庞磁电阻等磁致电阻薄膜、大禁带宽度的半导体薄膜、发蓝光的光电半导体薄膜、高透明性低电阻率的透明导电薄膜和以金刚石薄膜为代表的各类超硬薄膜等。对这些新型薄膜材料的研究，为探索材料在纳米尺度内的新现象、新规律，开发材料的新特性、新功能，提高超大规模集成电路的集成度，提高信息存储记录密度，扩大半导体材料的应用范围，提高电子元器件的可靠性，提高材料的耐磨抗蚀性等，提供了技术基础。因此，薄膜材料与薄膜技术已被视为21世纪材料科学与技术领域的重要发展方向之一。
本书来源于复旦大学材料科学系电子科学与技术专业的必修课程“薄膜技术”讲义，此讲义始于20世纪80年代，由电子物理教研室编写，教学课时为54课时。经过历届师生的使用，内容逐步得到完善。然而随着时代的发展、科技的进步以及学生知识结构和综合素质的提高，原有的讲义已难以适应新形势下的本科教学要求，因此我们对原讲义进行了增补删改，对原有的一些章节予以简化，增加了原子层沉积、纳米薄膜组装等新内容，并适量补充了一些薄膜材料的内容。此外，真空技术、薄膜的表征分析由于已有相关课程和教材，不再列入。现今，本书也同时为复旦大学材料物理国家级一流本科专业的课程教材。
全书分为10章，由沈杰、梅永丰统稿。其中第1、2章由沈杰、蒋益明编写，第3、4章由沈杰、莫晓亮编写，第5章由沈杰编写，第6、8章由梅永丰编写，第7章由吕银祥编写，第9、10章由沈杰、朱国栋编写。
本书在编写过程中，参考了国内外薄膜材料与薄膜技术的大量相关文献，在此一并致谢。本书编写也得到复旦大学、复旦大学材料科学系的大力支持，对众多参与教材编写讨论并提出宝贵意见的教师、学生表示诚挚的感谢。
由于薄膜技术涉及的学科众多，而作者的知识水平有限，书中不妥之处在所难免，恳请广大读者批评指正。
编著者
2024年2月于复旦大学
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