文档介绍：《薄膜材料物理》研究生课程
参考教材:
薄膜物理,曲喜新编著,上海科学技术出版社 1986,上海
薄膜物理,薛增泉、吴全德、李洁,电子工业出版社,1991,北京
课程主要内容
第一章:薄膜的形成
第二章:薄膜的力学性质
第三章:金属薄膜的电导
第四章:薄膜的表面和界面
第五章:介质薄膜的电学性质
第六章:压电薄膜的电学性质
机械方法(涂上)
薄膜材料制备物理方法(物理气相沉积PVD)
化学方法(化学气相沉积CVD)
第一章薄膜的形成第一讲
本章主讲物理气相沉积(PVD):磁控溅射、热蒸发、
二级溅射等。
气相吸附相固相
单个原子吸附在基体上,由几个被吸附的单个原子相
互结合形成小原子团(凝结相),小原子团长大,晶核,
晶核继续长大,形成不连续薄膜,形成连续薄膜。
范德华力为主
§ 单体的吸附
①概念:一个自由原子进入基体的作用力场以后,到达基体表面被物理吸附,其吸附能(根据固体理论):
本征吸附能:第一个原子层与基体表面间的结合能。
内聚能: 吸附层数增多,相邻两层间的结合能→汽化
潜热。
物理吸附范德华力作用范围大()
化学吸附化学键力作用距离小(~)
化学吸附本质:吸附原子与基体表面原子之间发生了电子转移→成共有→形成化学键→键能5eV以上。
单层吸附:先是物理吸附,后化学吸附(可能)
多层吸附:下为化学吸附,上为物理吸附。
物理吸附:低温吸附,高温解吸附。
化学吸附:常温下很难解吸附,高温提供能解吸
附所需的活化能。
②定量描述(吸附)
气相中一个原子的动能:
基体中一个原子的动能(热平衡):
一般:
若碰撞,入射原子能快速交出多余能量,则易被
吸附,引入适应系数
③吸附原子在基片上的状态
重蒸发
基片表面上迁移
形成原子对或原子团
重蒸发:
在基片表面上的迁移速率
n0为单位面积上的吸咐点数