薄膜物理复习提纲讲义.docx

薄 膜 物 理 复 习 资 料 0 绪论 1. 薄膜的定义。 由原子、分子或离子沉积在基片上所形成的二维材料。 2. 薄膜的分类，从功能和应用领域、电导率、磁导率三个不同方面来分，可分为？ 按功能和应用领域分为： （1） 电学薄膜：导电、电阻、半导体、介电、压电、铁电、超导、光电、传感、磁电、光能、电光。 （2） 光学薄膜：减反射、反射、分光滤光、光存储。 （3） 工程薄膜：耐腐蚀、防磨损、热传导、润滑。 （4） 生物医学薄膜：抗菌杀毒、生物活性 （5） 装饰包装薄膜：金、仿金TiN、铝箔 按电导率（）分有： （1） 金属薄膜 （2）半导体薄膜 （3）绝缘体薄膜 （4）超导体薄膜 （5）光电薄膜等 按磁导率（u）分有： （1）磁性薄膜 （2）非磁性薄膜 3. 薄膜的制备技术有哪些类，每一类有哪些制备方法？ 气相法：物理气相法：蒸发、溅射、离子镀 化学气相法：金属有机物化学气相沉积，低压化学气相沉积等 液相法：溶胶—凝胶法、金属有机物分解法 氧化法：原子层沉积 离子注入法： 扩散法： 1 真空技术基础 第一节 真空的基本知识 1. 真空的定义，真空状态下的气体处于平衡时，描述气体性质的气体状态方程为？ 所谓真空是指低于一个大气压的气体空间 P=nkT 或 2. 真空的单位有哪些？相互之间的换算关系为？ 帕斯卡（Pa） 托（Torr） 1Torr=133.322Pa 毫米汞柱（mmHg） 1mmHg=133.322Pa 巴（bar） 1bar= 3. 真空度（或真空区域）的划分，及各区域真空的应用？ 粗真空105~102Pa 获得压力差 低真空102~10-1Pa 真空热处理 高真空10-1~10-6Pa 真空镀膜 超高真空10-6~0Pa 表面研究 4. 气体与蒸气的区分？ 对于每种气体都有一个特定的温度，高于此温度时，气体无论如何压缩都不会液化，这个温度称为该气体的临界温度。 利用临界温度来区分气体与蒸汽。温度高于临界温度的气态物质称为气体，低于临界温度的气态物质称为蒸汽 第二节 第三节 真空的获得 1. 前级泵、次级泵的概念？ 能使压力从一个大气压力开始变小，进行排气的泵常称为前级泵；另一些却只能从较低压力抽到更低压力，这些真空泵常称为次级泵 2. 主要真空泵的排气原理及工作范围？（见表1-3） 3. 机械泵的工作原理？涡轮分子泵的工作原理？ 机械泵： 机械泵工作原理建立在玻-马洛特定律基础上，如图1-5所示。由于压强与体积的乘积等于一个与温度有关的常数。因此，在温度一定的情况下，容器的体积就与气体的压强成反比。图1-5示出了机械泵转子在连续旋转过程中的四个典型位置。一般旋片将泵腔分为三个部分：从进气口到旋片分隔的吸气空间；由两个旋片同泵壁分隔出的膨胀压缩空间和排气阀到旋片分隔的排气空间。图中（1）表示正在吸气，同时把上一周期吸入的气体逐步压缩；图中（2）表示吸气截止。此时泵的吸气量达到最大并将开始压缩；图中（3）表示吸气空间另一次吸气，而排气空间继续压缩；图中（4）表示排气空间内的气体，已被压缩到当压强超过一个大气压时，气体便推开排气阀由排气管排出。如此不断循环，转子按箭头方向不停旋转，不断进行吸气、压缩和排气，于是与机械泵连接的真空容器便获得了真空。 涡轮分子泵： 当气体分子碰撞到高速移动的固体表面时，总会在表面停留很短的时间，并且在离开表面时将获得与固体表面速率相近的相对切向速率，这就是动量传输作用。涡轮分子泵就是利用这一现象而制成的，即它是靠高速转动的转子碰撞气体分子并把它驱向排气口，由前级泵抽走，而使被抽容器获得超高真空的一种机械真空泵。 第四节 真空的测量 1. 常见的几种真空计的工作原理及测量范围？（表1-6） 2. 热偶真空计的工作原理？电离真空规的工作原理？ 热偶真空计是利用低压强下气体的热传导与压强有关的原理制成的真空计。 电离真空计是利用气体分子电离的原理来测量真空度。 2真空蒸发镀膜 2-1 真空蒸发原理 1. 真空蒸发镀膜的定义？ 真空蒸发镀膜是在真空室中，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸气流，入射到固体（称为衬底或基片）表面，凝结形成固态薄膜的方法。 2. 真空蒸发的特点与蒸发过程？ 特点：设备比较简单、操作容易；制成的薄膜纯度高、质量好，厚度可较准确控制；成膜速率快、效率高，用掩模可以获得清晰图形；薄膜的生长机理比较单纯。 蒸发过程：（1）加热蒸发过程。（蒸发材料加热） （2）气化原子或分子在蒸发源与基片之间的输运，即这些粒子在环境气氛中的飞行过程。（蒸发粒子的运输） （3）蒸发原子或分子在基片表面上的淀积过