文档介绍：第二章 薄膜的化学制备方法
第二章 薄膜的化学制备方法（2）
一、化学镀
二、溶胶-凝胶法
三、阳极反应沉积
四、电镀
五、LB技术
六、水热法
主要内容
一、 化学镀膜
化学镀膜是在催化条件下的氧化还原过程,一般到暗红色的水钒酸溶胶。要制备热敏氧化钒薄膜，可以采用上述类似的旋转涂膜方法。不过，衬底可选用廉价的玻璃或SiO2/Si。热处理温度也可做适当改变，如为了得到V2O5薄膜，可采用：200°C、300S + 400°C，300S + 650°C，200S 的热处理条件。退火气氛可为O2、N2或空气。衬底要求有亲水性。
将上述溶胶制备的V2O5薄膜在2-3Pa的真空中恰当烘烤，可以使V2O5转变为红外性能优良的VO2薄膜。
三、阳极氧化技术
在适当的电解液中金属或合金作为阳极，金属或石墨作阴极，两极间施加一定的直流电压，由电化学反应在阳极表面形成氧化物薄膜的方法，称为阳极氧化技术。
阳极氧化薄膜形成过程
金属氧化：
金属溶解：
氧化物溶解：
初期反应
在薄膜形成初期，同时存在金属氧化和金属溶解反应。溶解反应产生水合金属离子，生成由氢氧化物或氧化物组成的胶态状沉淀氧化物。
氧化膜镀覆后，金属活化溶解停止，持续氧化反应是金属离子和电子穿过绝缘性氧化物在膜表面形成氧化物。
为持续由离子移动而构成的薄膜生长，需要一定强度的电场。此电场大约是7×106V/cm。
阳极氧化薄膜特点
采用阳极氧化法生成的氧化膜的结构、性质、色调随电解液的种类、电解条件的不同而变化。
用阳极氧化法得到的氧化物薄膜大多是无定形结构。由于多孔性使得表面积特别大，所以显示明显的活性，既可吸附染料也可吸附气体。
化学性质稳定的超硬薄膜耐磨损性强，用封孔处理法可将孔隙塞住，使薄膜具有更好耐蚀性和绝缘性。
利用着色法可以便膜具有装饰效果。
阳极氧化技术在微电子领域中的应用
在电子学领域，利用阳极氧化法可以在Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料或器件表面生长钝化薄膜、氧化膜、绝缘膜等。
四、电镀法
电镀是指在含有被镀金属离子的水溶液中通入直流电流，使正离子在阴极表面沉积，得到金属薄膜的工艺过程。
电镀系统的构成
电解池的正极，即阳极，一般情况下由钛构成的，钛的上面有一层铂，以达到更好的导电效果。准备电镀的部件（基片）为负极。
这里，关键的因素是电解质及电解液，它的组成会影响相关的化学反应和电镀效果。
常见的电解质均为各种盐或络合物的水溶液。
电镀过程的基本原理
1. 两个电极浸入电解液中，
并连接外部直流电源；
合适当，金属A将溶解，形成金属离子A+；
，金属离子A+迁移到B；
，金属离子得到电子被还原。
A
B
Faraday 定律（镀层厚度与时间和电流的关系）
m: coating metal weight
p: metal density; t: plating time; M: metal atomic weight n: valence of metal ions; F: Faraday Constant; I(d): current density; S: coating area; h: coating thickness;
m=K I t
m=(M/nF) (I(d) S) t
p S h=(M/nF) (I(d) S) t
p h=(M/nF) I(d) t
h=(1/p) (M/nF) I(d) t
h=constant I(d) t
电镀服从法拉第定律
电镀过程的特点
1. 膜层缺陷（孔隙、裂纹、杂质污染、凹坑等）可以由
电镀工艺条件控制；
；
；
（拐角或边缘电场强）
，可降低上述效应的影响。
五、LB成膜技术
Langmuir-Blodgett技术（LB技术）是指把液体表面的有机单分子膜转移到固体衬底表面上的一种成膜技术。得到的有机薄膜称为LB薄膜。
基本原理: 某些有机材料类似与表面活性剂。其分子具有
***基。
亲水基：醇基（-COOH），羧基（-OH）等；
亲油基（憎水基）