纳米薄膜制备及性能.
纳米多孔薄膜材料的制备与性能研究
纳米多孔薄膜材料的制备与性能研究随着科技的迅猛发展，纳米技术在材料科学领域扮演着重要的角色。
纳米多孔薄膜材料作为一种新型材料，具有广泛的应用前景。
这些材料不仅具备纳米尺度的特性，还具有孔隙结构的优点，因此具有较大的比表面积、高度可控的孔径和出色的分离性能。
纳米多孔薄膜材料的制备是研究的重点之一。
目前，有许多方法可用于制备纳米多孔薄膜材料，如溶胶-凝胶法、电化学沉积法和层析法等。
溶胶-凝胶法是一种常见的方法，它通过将溶胶转化为胶凝体，再通过加热和烘干的方式制备薄膜材料。
这种方法可以制备出具有较大比表面积和独特结构的纳米多孔薄膜材料。
纳米多孔薄膜材料的性能研究也是与制备同等重要的一环。
其中，比表面积和孔径大小是常见的性能指标。
由于纳米多孔薄膜材料具有较大的比表面积，因此可以提供更多的活性位点，增加反应物质与表面的接触面积，从而提高反应效率。
孔径大小对于分离和过滤等应用具有重要影响。
通过调控制备过程的参数，可以实现对孔道大小进行精确控制，从而满足不同应用的需求。
除了比表面积和孔径大小外，纳米多孔薄膜材料的物理、化学性质也是研究的热点。
例如，一些纳米多孔薄膜材料具有特殊的光学性质，可以应用于传感器和光电器件等领域。
另外，一些金属氧化物纳米多孔薄膜材料具有良好的电化学性能，可以应用于超级电容器和电池等能源器件。
纳米多孔薄膜材料在环境和能源领域的应用也是当前的研究重点。
由于其独特的孔隙结构，纳米多孔薄膜材料被广泛应用于气体分离、水处理和催化等领域。
例如，一些具有超疏水性质的多孔薄膜材料可以应用于油水分离和海水淡化等环境领域。
此外，一些具有高度选择性孔道的纳米多孔薄膜材料可以用于气体分离和有害物质的去除等应用。
虽然纳米多孔薄膜材料在各个领域都有广泛的应用前景，但是目前仍存在一些挑战。
首先，纳米多孔薄膜材料制备的过程复杂，需要精确控制制备参数，以获得期望的结构和性能。
其次，由于材料的尺寸缩小至纳米级别，控制材料的稳定性和可重现性也变得更加困难。
高分子纳米杂化薄膜的制备与性能研究
高分子纳米杂化薄膜的制备与性能研究引言：高分子纳米杂化薄膜是一种由高分子材料和纳米颗粒组成的复合材料薄膜。
近年来，高分子纳米杂化薄膜在材料科学领域引起了广泛的兴趣。
这种薄膜具有独特的结构和性能，可以用于各种领域，如电子器件、传感器、储能装置等。
本文将探讨高分子纳米杂化薄膜的制备方法以及其性能研究的进展。
制备方法：高分子纳米杂化薄膜的制备方法多种多样。
其中一种常用的方法是溶液浇铸法。
在这种方法中，高分子材料和纳米颗粒分散在溶液中，并通过控制溶液的浓度和pH值等参数来控制纳米颗粒在高分子材料中的分散状态。
通过调节浇铸条件，可以制备出不同结构和性能的高分子纳米杂化薄膜。
另一种常见的方法是自组装法。
通过利用高分子材料和纳米颗粒之间的相互作用力，可以在固体表面上制备出有序的纳米杂化薄膜。
这种方法具有简单、快速的特点，并且可以在大面积上制备纳米杂化薄膜。
性能研究：高分子纳米杂化薄膜的性能研究主要包括力学性能、光学性能、电学性能等方面。
其中力学性能是研究者关注的一个重点。
通过测量纳米杂化薄膜的拉伸强度、弹性模量等参数，可以评估纳米颗粒对高分子材料力学性能的改善效果。
研究表明，适量添加纳米颗粒可以显著提高高分子材料的强度和硬度。
光学性能是另一个研究的热点。
高分子纳米杂化薄膜具有较高的透明度和较低的折射率，这使其在光电器件中具有广泛的应用前景。
许多研究者通过改变纳米颗粒的形状和尺寸等因素来调控纳米杂化薄膜的光学性能，并研究了其在太阳能电池和显示器等器件中的应用。
此外，高分子纳米杂化薄膜还具有良好的电学性能。
研究者通过在高分子材料中引入导电材料纳米颗粒，可以显著提高材料的导电性能。
这种薄膜在柔性电子器件和储能装置等方面显示出巨大的潜力。
未来发展：虽然高分子纳米杂化薄膜在材料科学领域取得了一系列重要成果，但仍存在一些问题亟待解决。
首先，制备方法需要更高的精确性和可控性。
其次，纳米颗粒与高分子材料的相互作用机制仍不完全清楚，在此基础上设计新的高性能纳米杂化薄膜仍存在一定的挑战。
薄膜的制备及其特性测试
图1 双靶反应磁控溅射原理图 如图，双靶法同时安装两块靶材互为阴阳极进行轮回溅射镀膜 如图，
1.4、射频反应磁控溅射 1.4、
在一定气压下，在阴阳极之间施加交流电压，当其频率 增高到射频频率时即可产生稳定的射频辉光放电。射频辉光 放电在辉光放电空间中电子震荡足以产生电离碰撞的能量， 所以减小了放电对二次电子的依赖，并且能有效降低击穿电 压。射频电压可以穿过任何种类的阻抗，所以电极就不再要 求是导电体，可以溅射任何材料，因此射频辉光放电广泛用 于介质的溅射。频率在5～30MHz都称为射频频率。
透光率是透明薄膜的一项非常重要的光学性能指标， 透光率是透明薄膜的一项非常重要的光学性能指标，透光 率是指以透过材料的光通量与入射的光通量之比的百分数表示， 率是指以透过材料的光通量与入射的光通量之比的百分数表示，在 测试中采用相对测量原理，将通过透明薄膜的光通量记为T2 T2， 测试中采用相对测量原理，将通过透明薄膜的光通量记为T2，在没 有放入透明薄膜的光通量记为T1 那么薄膜的透光率为： T1， 有放入透明薄膜的光通量记为T1，那么薄膜的透光率为： Tt =T2/T1⊆ 其中，T1，T2均为测量相对值 均为测量相对值） =T2/T1⊆100% （其中，T1，T2均为测量相对值） 一般用来测量透过率的仪器有透过率雾度测试仪和分光光 度计法， 度计法，其原理图分别如下
1.5、化学气相沉积(CVD)法 (CVD) 1.5、化学气相沉积(CVD)法
化学气相沉积是一种化学气相生长法，简称CVD(Chemical V apor Deposition)技术。这种技术是把含有构成薄膜元素的一种 或几种化合物质气体供给基片，利用加热等离子体、紫外光乃至 激光等能源，借助气体在基片表面的化学反应(热分解或化学合 成)生成要求的薄膜。例如下图是利用化学气相沉淀法制备ITO的 原理结构图
纳米薄膜制备技术及应用
纳米薄膜制备技术及应用随着科技的不断进步和发展，人们对于材料的要求也越来越高，尤其是在纳米材料的研究领域，相关技术的应用越来越广泛。
其中，纳米薄膜一直是研究的热点之一，具有广泛的应用前景。
纳米薄膜不仅可以应用于电子器件、光学器件、传感器等领域，也可以应用于防腐蚀，涂料和生物医学等领域。
因此，纳米薄膜制备技术的研究和应用成为了材料科学研究的一个重要方向。
一、纳米薄膜技术简介纳米薄膜是一种薄弱的材料形态，通常厚度不超过几百纳米，甚至更薄。
相比之下，普通金属材料通常具有厚厚的物质结构。
纳米薄膜通常被应用于未来科技领域。
例如，研究人员正在尝试制造所谓的“纳米电池”，利用这种小型电池来驱动未来的微型设备。
同时，纳米薄膜也可以被用作电池或半导体材料。
纳米薄膜制备技术通常基于物理和化学原理，有多种制备技术可供选择。
二、纳米薄膜制备技术1.物理气相沉积：物理气相沉积是一种常用的制备纳米薄膜的技术。
该技术利用蒸发，溅射或激光蒸发等方法制备纳米薄膜。
2.化学气相沉积：化学气相沉积通常使用淀粉溶液或气体反应制备纳米薄膜。
根据化学反应的不同，可以制备不同的薄膜材料。
3.溶胶-凝胶法：溶胶凝胶法是一种利用液体中的溶胶，悬浮或凝胶物质制备纳米薄膜的方法。
它的优点是成本低，化学性能好。
三、纳米薄膜的应用1. 纳米薄膜在信息技术方面的应用：随着信息技术日新月异地发展，人们对于更加小型化、高灵敏度的电子产品的要求越来越高。
因此，纳米薄膜被广泛应用于大屏幕、高精度显示器、智能手机等电子产品中，它们具有优异的光电性能和快速响应能力。
2. 纳米薄膜在制备传感器方面的应用: 由于纳米薄膜材料具有优异的电学、光学、磁学、化学性质和较高的比表面积，因此它们被广泛应用于新型传感器的开发，可以更准确地检测体内的化学物质、生化物质和食品质量等物质。
3. 纳米薄膜在材料方面的应用: 由于纳米薄膜材料具有巨大的比表面积，容易与其他物质相互作用，这使得它们可以应用于材料学领域。
纳米ZnO薄膜的制备及其光催化性能
纳 米 Ｚ Ｏ薄膜 的 制备 及其 光 催化 性 能 ｎ
郑 磊 ， 鲁道 荣 ， 长 萍 ， 素 贞 黄 吴
（ 肥 工 业 大学 化学 工 程 学 院 ， 肥 ２ ０ ０ ） 合 合 ３ ０ ９
摘 要 ： 用溶 胶 一 胶 法制 备 纳 米 Ｚ Ｏ， Ｘ射 线 衍射 仪 和透 射 电镜 表 征 纳 米 Ｚ Ｏ 的 结 构 和 形 貌 ， 成 薄膜 研 究其 光催 化 采 凝 ｎ 用 ｎ 制
马 弗 炉 中焙 烧 适 量 时 间 ， 得 到 纳 米 氧 化 锌 粉 体 。 即 所用试剂 均为 分析纯 。 １ ２ 纳 米 Ｚ Ｏ 薄 膜 制 备 ． ｎ
物
。纳米 Ｚ Ｏ在 日光 照 射 下 ， 其 在 紫外 光 照 ｎ 尤
射下 ， 能产 生 自由移 动 的带 负 电的 电子 和带 正 电的 空穴 ， 这种 空穴 可 以激 活空气 中 的氧变为 活性氧 ， 并
第６ ３卷
第 ２期
有 色
金 属
Ｖｏ． ３，Ｎ ． １６ ｏ２
Ｍａ ２ ０ １１ ｙ
２ ｌ ０ １ 年 ５ 月
Ｎｏ ｆｒｏ ｓ Ｍ ｅａ ｓ ｎｅｒｕ ｔｌ
ＤＯＩ １ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ ：０ ３ ６ ／ ．ｓ ． ０ １—０ １ ． ０ １ ０ ． ２ ｓ ２ １２ １ ．２ ０ ４
算 其 降解 率 叼 ： ＝ （ 。一Ｃ） Ｃ ］×１ ０ ， 中 叼：［ ｃ ／。 ０％ 式 ｃ 为苯 酚溶 液 的初 始浓 度 ， ｃ为 降 解 后 的 苯 酚溶 液
浓 度
２ 试 验 结 果 与 讨 论
２ １ 焙 烧 温 度 对 Ｚｎ 结 构 的 影 响 ． Ｏ
对 不 同 焙 烧 温 度 下 的 Ｚ Ｏ 粉 体 进 行 Ｘ Ｄ测 ｎ Ｒ 试 ， 果 见 图 １ 由图 １可知 ， 烧温 度 分别 为 ４ ０ 结 。 焙 ５， ５ ０ ６ ０和 ７ ０ ５ ，５ ０ ％时 ， 各பைடு நூலகம் 品的衍 射 图 中均 出现 Ｚ Ｏ ｎ 的典 型 特征 衍射 峰 ， 面指 数 分 别为 （ ０ ） （０ ） 晶 １ ０ ，０ ２ ，
纳米纤维薄膜的制备及其应用
纳米纤维薄膜的制备及其应用概述：纳米材料是一种具有特殊结构和性能的材料，其颗粒尺寸在1到100纳米之间。
纳米纤维薄膜是一种应用广泛的纳米材料，具有较大的比表面积、高孔隙度和优异的力学性能。
本文将重点介绍纳米纤维薄膜的制备方法以及其在各个领域的应用。
一、纳米纤维薄膜的制备方法1. 电纺法电纺法是一种常用的制备纳米纤维薄膜的方法。
通过电纺设备将聚合物溶液注入电纺针头，利用高电压的电场作用下形成纳米尺寸的纤维，并在收集器上形成纳米纤维薄膜。
电纺法制备出的纳米纤维薄膜具有较高的孔隙度和比表面积，适用于过滤、分离和催化等领域。
2. 真空蒸发法真空蒸发法是一种通过在真空环境下将物质从固态直接转化为气态，再沉积到基底上形成薄膜的方法。
通过调控沉积条件和蒸发物质的性质，可以制备出具有纳米级结构的纤维薄膜。
真空蒸发法具有制备简单、薄膜质量高的优点，适用于光学器件和电子器件等领域。
3. 模板法模板法是一种常用的制备纳米纤维薄膜的方法。
通过选择合适的模板材料和制备工艺，在模板孔隙中填充聚合物或金属溶液，经过固化和模板移除等步骤，最终得到纳米纤维薄膜。
模板法制备的纤维薄膜具有均匀的孔隙结构和较高的孔隙度，适用于储能和催化等领域。
二、纳米纤维薄膜的应用1. 污水处理纳米纤维薄膜具有高孔隙度和大比表面积的特点，可以用于污水处理领域。
通过纳米纤维薄膜的过滤作用，可以有效去除污水中的悬浮颗粒和有机物质，实现水质的净化。
此外，纳米纤维薄膜还可以用作分离膜，对盐水进行脱盐，解决淡水资源的问题。
2. 组织工程纳米纤维薄膜具有类似胶原蛋白的纤维结构和良好的生物相容性，因此在组织工程领域有广泛应用。
通过将细胞种植在纳米纤维薄膜上，可以模拟自然的细胞外基质环境，促进细胞生长和组织再生。
此外，纳米纤维薄膜还可以用于药物缓释，实现局部治疗和控制释放，提高疗效。
3. 能源领域纳米纤维薄膜在能源领域具有重要应用价值。
通过改变纳米纤维薄膜的孔隙结构和材料组成，可以制备出高效的电池隔膜和超级电容器电极等材料，提高能源存储的性能。
纳米TiO2薄膜的制备及其光催化性能研究
粉体 呈锐钛 矿相 ， ８ ０ 经 ０ ℃退 火得到 了锐钛矿 相 与金 红石相 的 混合 晶相 ， ９ ０ 经 ０ ℃退 火 完全 转化 为金 红石 相 。薄
膜表 面粒子 分布 均 ＞， 面平均粗糙 度 为 １５ ｎ 该薄膜 具有 较 高的光 催化 活性 ， 直接 用 于光催 化 降解 有机 －表 － ｊ ．４ｍ， 可
ｔ ｒ ｕ ｎ ｎ ｏ ａ ｎ ｔ ｓ ｈ ｓ ｅ ｎ ｅ ｌ ｇ ｆ ｏ ３ ０ ｔ ０ ℃ ．ｔｔ ｒ ｓ ｉ ｔ ｘ ｄ ｐ ａ ｅ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅｏ ｎ ｔ ｓ ｕ ｅ ｔ ｒ ｓ ｉ ｔ ｎ ａ ａ ａ ｅ ｐ ａ ｅ ｗｈ ｎ ａ ｎ ａ ｉ ｒ ｍ ０ ℃ ｏ ７ ０ ｎ ｉ ｕ ｎ ｎ ｏ ａ ｍｉ ｅ ｈ ｓ ｔｕ ｔ ｒ ｆａ ａ ａ ｅ ａ ｄ ｒ ｔｌ ｗｈ ｎ ａ ｎ ａｉ ｇ ａ ０ ￣ ， ｎ ｔｔ ｒ ｓ ｉ ｔ ｉｇ ｅ ｒ ｔ ｅ ｐ ａ ｅ ｗｈ ｎ ａ ｎ ａｉ ｇ ａ Ｏ ￣ Ｔｈ ａ ｔｃｅ ｉ— ｎ ｕ ｉ ｅ ｎ ｅ ｌ ｔ８ ０ Ｃ ａ ｄ ｉ ｕ ｎ ｎ ｏ ａ ｓｎ ｌ ｕ ｉ ｈ ｓ ｅ ｎ ｅ ｌ ｔ９ ＯＣ． ｅ ｐ ｒｉｌ ｓ ｄ ｓ ｅ ｎ ｌ ｎ ｔ ｉｕ ｅ ｏ ｈ ｉ ｓ ｒ ａ ｅ ａ ｅ ｈ ｍｏ ｅ ｅ ｕ ｎ ｈ ｖ ｒ ｇ ｕ ｆｃ ｏ ｇ ｎ ｓ ｓ １ ５ ｎ ￣ Ｔｈ ０２ ｔ ｉ ｉ ｈ ｓ ａ ｒｂ ｔ ｎ ｔ ｅ ｆ ｍ ｕ ｆ ｃ ｒ ｏ ｇ ｎ ｏ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｅ ａ ｅ ｓ ｒａ ｅ ｒ ｕ ｈ ｅ ｓ ｉ ． ４ ｎ ｌ ｅ Ｔｉ ｈ ｎ ｆ ｍ ａ ｌ ｖ ｒ ｏ ｄ ｐ ｏ ｏ ａ ａ ｙ ｉ Ｉ ａ ｅ ａ ｐ ｉｄ ｉ ｎ ｉｌ ｓ ｓ ｃ ｓ ｐ ｏ ｏ ａ ａ ｙ ｉ ｅ ｒ ｄ ｔ ｎ ｏ ｒ ａ ｉ ｏ ｏ ｎ ｓ ａ ｄ ｅ ｙ ｇ ｏ ｈ ｔ ｃ ｔ ｌ ｓｓ ｔｃ ｎ ｂ ｐ ｌ ｍａ ｙ ｆ ｄ ， ｕ ｈ ａ ｈ ｔ ｃ ｔ ｌ ｔｃｄ ｇ ａ ａ ｉ ｆ ｇ ｎｃ ｃ ｍｐ ｕ ｄ ， ｎ ． ｅ ｎ ｅ ｏ ｏ
纳米WO3薄膜的制备及其光学性能研究
ＷＯ３ 方法主 要有 ：溶胶． 的 凝胶 沉积 法Ｉ 、化 学共沉 淀
法 【 脉冲 电沉积 法［。 ６ Ｊ 和 ７ １
图 １ 不 同草 酸浓度 所得纳 米 Ｗ Ｏ 薄膜 的 Ｔ Ｍ 照 片 ３ Ｅ
・ 收到 稿 件 日期 ：２０ —７２ ０７０ —７ 通 讯作 者 ：李 斌 作 者简 介 ：李 斌 （ ９ ６ ） １７ 一 ，女 ，河 北 安 国人 。讲 师 。在 读 博 士 。主 要从 事 纳米 材 料 的 制备 及 性 能研 究 。
维普资讯
ｃ ｎ ｅ 仃ａｉ ｎｓ ｏ ｃ ｎ ｔｏ
图 １中 ，草酸浓 度 为 ０ ｍｏ Ｌ 时 ，所得 产物 的粒 ． ｌ ４ ／ 径较大 ，粒子 尺寸 ＞１０ ｍ，且形状 不规则 ；草酸浓度 ０ｎ
为 ０６ ｌ ．ｍｏ Ｌ时 ，所 得产物 分散性较 好 ，粒子尺 为 ０８ ｌ ０ ０ｎ ． ／ ｍｏ Ｌ时，所得粒
方法制备 出 ｗＯ 薄膜 ，利用透射 电子显微镜 、 紫外． ３ 可
见分光光度计 、 ｘ射线衍射仪对 薄膜 的性质 进行 了研 究。 实验结果表 明：草酸浓度的 大小对产物粒径 和紫外． 可见
２ 实
验
２１ ＷＯ 薄膜 的制备 ． ３ 称 取 一定量 Ｎ ２ ４ Ｈ Ｏ，溶解 于一 定量 去离 子 ａＷＯ ． ２ ２ 水 中，往溶 液中滴加 浓 ＨＣ ，在滴 加的过程 中不搅 拌 ， １ 得 到乳 状 淡黄 色钨 酸 沉 淀 ，再加 入 不 同浓 度 的草酸 溶 液 ，搅拌 ，沉淀 溶解 ，得淡黄 色透 明溶 胶 。将 溶胶静 置 待用 。 为了防止煅烧 过程玻璃 片中钠 的析 出，将 玻璃片做 如下 处理 ， 按浓硫酸 与双氧水 ３： １的比例配制溶 液，将 玻璃 片放 入其 中，加 热煮沸 ２ ｍｉ，然后用 丙酮洗 ３次 ， ０ ｎ 用 蒸馏 水洗净 ，用 乙醇洗 ３次，用 蒸馏 水洗净 ，待用 。 ２２ ＷＯ 薄膜 的热处理 ． ３ 将处 理后 的载 玻 片在 溶胶 中镀 不 同层 数 的薄膜 ， 将 镀 膜后 的载玻 片分别在 ２ ０ ５ ，４ ０Ｃ的温度下 进行 ５ ，３ ０ ５ ＂ 热处理 ，得到 结晶性 良好 的 ｗＯ 薄膜 。 ３
制备纳米薄膜的方法
制备纳米薄膜的方法
制备纳米薄膜的方法有很多种，以下是其中一些常见的方法：
1. 真空蒸发法：在高真空下，将材料加热至其蒸发温度，使其蒸发并沉积在基底上形成薄膜。
这种方法适用于材料蒸发温度较低的情况。
2. 磁控溅射法：在真空室中，通过加热材料至其灼烧温度并利用磁场控制离子轨迹，使离子撞击材料表面并碎裂，形成薄膜。
这种方法适用于需要提高材料附着力和纯度的情况。
3. 化学气相沉积法（CVD）：通过将气态前体物质引入反应室中，在适当的温度和压力下，使其发生化学反应并在基底上沉积形成薄膜。
这种方法适用于制备复杂化合物薄膜。
4. 溶液法：将纳米材料悬浮在溶剂中，通过溶剂挥发或沉积基底上使溶液中的纳米材料沉积成薄膜。
这种方法适用于制备大面积、低成本的纳米薄膜。
5. 电化学沉积法：通过在电解质溶液中施加电压或电流，使金属或合金离子在电极上沉积成薄膜。
这种方法适用于制备金属薄膜，并能够控制薄膜的形貌和厚度。
这些方法可以根据具体需求和材料特性选择合适的制备方法。
同时，不同的方法
也有各自的优缺点，需要根据实际情况进行选择。
高性能薄膜材料的制备与性能研究
高性能薄膜材料的制备与性能研究薄膜材料是一种厚度在纳米到微米级之间的薄片状材料，具有独特的物理、化学和光学性质。
近年来，随着科技的发展，高性能薄膜材料的研究与应用越来越受到关注。
本文将就高性能薄膜材料的制备方法以及影响其性能的因素展开论述，同时分析其研究意义和前景。
一、高性能薄膜材料的制备方法1. 薄膜物理气相沉积（PVD）薄膜物理气相沉积是一种通过蒸发源将原材料蒸发成气相，然后沉积到基底表面形成薄膜的方法。
这种方法可以制备出具有高纯度和致密性的薄膜材料，具有较好的结晶性和低的缺陷密度。
其中，磁控溅射是最常用的物理气相沉积技术之一。
2. 化学气相沉积（CVD）化学气相沉积是通过将反应气体中的原子或分子在基底表面上化学反应生成薄膜的方法。
CVD方法可以获得高品质的薄膜，具有较好的控制性和均匀性。
其中，热CVD和等离子体增强化学气相沉积（PECVD）是常用的化学气相沉积技术。
3. 溶液法溶液法是将原料溶解于溶剂中，然后通过基底浸渍或涂覆的方式将溶液中的物质沉积到基底上形成薄膜的方法。
这种方法制备成本低，适用性广，可以制备出大面积、连续的薄膜。
其中，溶胶-凝胶法、电沉积法和旋涂法是常用的溶液法制备薄膜的技术。
4. 物理化学沉积（PCD）物理化学沉积是一种通过物理或化学方法将薄膜的材料从气相或溶液中转化成固态薄膜的方法。
这种方法可以在较低的温度下制备出具有高质量的薄膜，并且可以控制薄膜的成分和结构。
其中，分子束外延（MBE）和原子层沉积（ALD）是常用的物理化学沉积技术。
二、高性能薄膜材料性能研究高性能薄膜材料的性能研究包括结构性能、物理性能和化学性能等方面的研究。
1. 结构性能结构性能指的是薄膜材料的晶体结构、晶粒大小和晶格缺陷等特征。
通过X射线衍射、扫描电子显微镜等技术可以观察和表征薄膜的结构。
结构性能对薄膜的电子传输性能、光学性能和力学性能等起着重要的影响。
2. 物理性能物理性能是指薄膜材料的电学性能、光学性能、磁学性能和热学性能等特性。
纳米薄膜材料
纳米薄膜材料
纳米薄膜材料是一种具有特殊结构和性能的材料，其厚度通常在纳米尺度范围内。
由于其特殊的物理和化学性质，纳米薄膜材料在许多领域都具有重要的应用价值，例如光电子器件、传感器、催化剂等。
本文将对纳米薄膜材料的特性、制备方法和应用进行介绍。
首先，纳米薄膜材料具有较大的比表面积和较高的表面活性，这使得其在催化
剂和传感器等领域具有重要的应用价值。
与传统材料相比，纳米薄膜材料能够更有效地与周围环境发生相互作用，从而提高了催化和传感性能。
其次，纳米薄膜材料的制备方法多种多样，包括物理气相沉积、化学气相沉积、溶液法等。
这些方法可以根据具体的需求选择合适的工艺条件，从而得到具有特定结构和性能的纳米薄膜材料。
例如，通过控制沉积温度、压力和反应气体组成等参数，可以制备出具有优异性能的纳米薄膜材料。
最后，纳米薄膜材料在光电子器件、传感器和催化剂等领域具有广泛的应用。
例如，纳米薄膜材料可以作为光电子器件中的光学薄膜、导电薄膜等关键部件，从而提高器件的性能和稳定性。
在传感器领域，纳米薄膜材料的高表面活性和灵敏度使得其能够更快速、更准确地响应外界环境的变化。
同时，纳米薄膜材料还可以作为催化剂，用于促进化学反应的进行，提高反应速率和选择性。
综上所述，纳米薄膜材料具有特殊的结构和性能，其制备方法多样，应用领域
广泛。
随着纳米技术的不断发展，纳米薄膜材料必将在各个领域发挥重要作用，推动相关技术的进步和应用的拓展。
SnO_2纳米薄膜的制备及光学性能研究
二氧化锡（SnO 2）是一种宽带隙半导体材料［1］，禁带宽度3.6～4.0eV ，具有对可见光透光性好、紫外吸收系数大、电阻率低、化学性能稳定等优点，已被广泛应用于高频电子器件、太阳能电池及显示器的电极材料以及气敏传感器［2］等方面。
SnO 2薄膜对于玻璃及陶瓷材料的粘附强度可达200㎏/cm 2［3］。
SnO 2薄膜对环境的相对湿度也十分敏感，国内有研究学者［4］发现，SnO 2薄膜从低湿到高湿响应比较快。
多种工艺可以用来制备二氧化锡薄膜，如磁控溅射、射频溅射、金属有机物热分解法、超声波喷雾热解法、热蒸发法、激光脉冲沉积、化学气相沉积、溶胶-凝胶法等。
其中热蒸发法镀膜具有设备简单、操作容易、成本低廉等优点而成为一种具有重要工艺价值的制备方法。
本研究试图通过对氧化锡薄膜热蒸发制备工艺的探索为工业应用提供参考。
1试验方法将SnO 2粉末放入陶瓷舟中，然后把陶瓷舟置于陶瓷管中心，在陶瓷管的下气流方向等距（7.5cm ）放置Si 片，如图1所示，实验结束后取出坩埚，发现SnO 2体积减少不明显，在适当位置的Si 片上有薄膜沉积。
图1Si 片放置图SnO 2纳米薄膜的制备及光学性能研究陈玉莲，曾大新（湖北汽车工业学院材料工程系，湖北十堰442002）摘要：采用热蒸发法制备氧化锡薄膜，结合相关理论制定了一系列实验。
在不同的工艺条件下制备了氧化锡薄膜，研究了温度、基片距离和环境压力对薄膜的影响，并利用X 射线衍射仪、拉曼谱仪对薄膜进行了成分及结构测试，用阴极发光方法测定了薄膜的发光性质。
关键词：氧化锡；薄膜；热蒸发法；阴极发光中图分类号：TB34文献标志码：A文章编号：1008-5483（2009）04-0056-04Preparation and Optical Property of Nano Tin Oxide Thin FilmsChen Yulian ，Zeng Daxin（Dept.of Material Engineering ，Hubei Automotive Industries Institute ，Shiyan 442002，China ）Abstract ：Tin oxide films have been synthesized by thermal evaporation on the basis of related theo -ries.Tin oxide films were prepared under different deposition conditions.The effect of temperature ，substrate distance and ambient atmosphere on the film were investigated.The obtained films were characterized by XRD ，Raman and spectroscopy.The luminescence properties were also measured by cathodeluminescence.Key words ：tin oxide ；thin film ；thermal evaporation ；cathodeluminescence收稿日期：2009-09-21作者简介：陈玉莲（1982-），女，黑龙江人，硕士生，纳米薄膜材料、碳纳米管复合材料的制备研究。
ZnSe纳米晶薄膜的制备及性能研究
ZnSe纳米晶薄膜的制备及性能研究发布时间：2021-09-06T15:33:00.390Z 来源：《科学与技术》2021年第12期4月作者：赵湘辉[导读] 采用化学浴沉积法在以硫酸锌（ZnSO4·7H2O）和自制的硒代硫酸钠（Na 赵湘辉深圳莱宝高科技股份有限公司，广东深圳 518107摘要：采用化学浴沉积法在以硫酸锌（ZnSO4·7H2O）和自制的硒代硫酸钠（NaSeSO3）作为Zn2+源和Se2-源的化学溶液体系中制备了ZnSe纳米晶薄膜，通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和分光光度计等测试方法，研究了不同的Zn/Se物质的量比对ZnSe 纳米晶薄膜的表面形貌、晶体结构、光学透过率和禁带宽度等物理和光学特性的影响。
结果表明，反应液中Zn/Se物质的量比对ZnSe纳米晶颗粒尺寸及致密性影响较大，当nZn/nSe=1:4时制备的ZnSe薄膜有较好的致密性和均匀性。
不同Zn/Se物质的量比条件下均制备出(111)取向的立方晶型ZnSe纳米晶薄膜，光学禁带宽度为3.05-3.13eV。
当nZn/nSe≤1:4时制备的ZnSe薄膜在450-800?nm波段透过率达75%以上。
?关键词： ZnSe薄膜；化学水浴法；Zn/Se物质的量比；光学特性1引言硒化锌（ZnSe）纳米晶薄膜属于n型Ⅱ-Ⅵ族化合物直接带隙半导体材料，室温下禁带宽度为2.7eV，由于具有优良的光电性能使其广泛应用于太阳能光伏电池、发光二极管、光电探测器和非线性集成光学器件等领域[1-4]。
目前业内重点研究ZnSe薄膜在CIGS薄膜太阳能电池中的应用，目前主流的CIGS薄膜太阳能电池缓冲层材料为CdS薄膜，相比ZnSe（禁带宽度2.7?eV）[5]，CdS的能带宽度只有2.42?eV不利于CIGS吸收层的短波吸收，而且CdS中含Cd元素是高毒性的重金属，对环境不友好。
ZnSe缓冲层更优的短波吸收及无Cd绿色的优势，成为目前替换CdS作为CIGS薄膜太阳能电池的缓冲层材料最有竞争力的材料。
纳米薄膜制备和应用技术的实用指南
纳米薄膜制备和应用技术的实用指南引言：纳米薄膜是一种在纳米尺度下制备出的超薄材料，具有许多独特的物理、化学和光学特性，为许多领域带来了潜在的应用机会。
本文将为您介绍纳米薄膜制备和应用技术的实用指南，包括纳米薄膜的制备方法、性质和应用领域的案例分析。
一、纳米薄膜的制备方法1. 物理气相沉积物理气相沉积是一种常用的纳米薄膜制备方法，包括热蒸发、电子束蒸发和磁控溅射。
这些方法适用于制备金属、合金和准晶材料的纳米薄膜。
2. 化学气相沉积化学气相沉积是一种通过化学反应从气相中沉积原子或分子到基底上的方法。
包括气相热分解法、化学气相沉积和气相溶胶法等。
这些方法适用于制备金属氧化物、半导体和复合材料的纳米薄膜。
3. 溶液法溶液法是一种将溶液中的纳米颗粒沉积到基底上的方法，包括溶剂蒸发法、溶胶凝胶法和电化学沉积法。
这些方法适用于制备纳米颗粒、纳米线和纳米片的纳米薄膜。
二、纳米薄膜的性质分析1. 结构表征纳米薄膜的结构表征是了解纳米薄膜性质的重要手段。
包括X射线衍射、透射电子显微镜和原子力显微镜等技术。
2. 功能性能测试纳米薄膜的功能性能测试包括电学性质、光学性质和磁学性质的测试。
例如，电阻测量、吸收光谱和霍尔效应测量等。
三、纳米薄膜的应用领域1. 纳米电子学纳米薄膜在电子行业中的应用已经得到广泛的关注和研究。
例如，超薄导电膜的应用于平板显示器和智能手机屏幕等。
2. 生物医学纳米薄膜在生物医学领域中具有巨大的潜力。
例如，纳米薄膜可以用于药物输送系统、组织工程和生物传感器等。
3. 光学和光电子学纳米薄膜在光学和光电子学领域中有广泛的应用。
例如，纳米薄膜可以用于太阳能电池、光学滤光片和传感器等。
4. 环境和能源纳米薄膜在环境和能源领域中的应用也受到了重视。
例如，纳米薄膜可以用于污水处理、薄膜太阳能电池和燃料电池等。
结论：纳米薄膜制备和应用技术的发展为许多领域带来了新的机会和挑战。
通过选择合适的制备方法和对纳米薄膜进行性质分析，我们可以更好地理解和应用纳米薄膜的特性。
磁性纳米薄膜的制备与性能研究
磁性纳米薄膜的制备与性能研究磁性材料在当今科技领域中扮演着重要角色，而磁性纳米薄膜作为一种特殊的磁性材料，具有许多独特的性质和潜在的应用价值。
本文将探讨磁性纳米薄膜的制备方法以及其性能研究，希望能够对读者对这一领域有一个初步的了解。
磁性纳米薄膜的制备方法多种多样，常见的有物理气相沉积、溅射和化学气相沉积等。
物理气相沉积技术是通过使用高能粒子束或者磁控溅射来产生磁性纳米薄膜。
在这个过程中，金属靶材被加热至蒸发温度，产生的蒸汽会沉积在基底上形成纳米薄膜。
这种方法具有制备工艺简单、控制精度高的优点，因此被广泛应用于磁性纳米薄膜的制备。
除了物理气相沉积，化学气相沉积（CVD）也是一种重要的制备方法。
在CVD过程中，金属有机化合物（比如金属α-二羰基化合物）在高温下分解，生成金属薄膜。
通过调节反应条件，如温度、气体流量和反应时间等，可以实现对磁性纳米薄膜的精确控制。
CVD方法具有非常高的制备效率和可扩展性，可以制备大面积的磁性纳米薄膜，并且薄膜的复杂形貌和成分可以通过CVD技术进行精确控制。
制备好磁性纳米薄膜后，我们就要研究其性能。
这里主要包括磁性能和结构性能两个方面。
磁性纳米薄膜的磁性能主要取决于薄膜的晶体结构、磁畴结构以及磁交换耦合效应等因素。
为了研究这些性能，我们可以使用磁力显微镜、磁力计和SQUID等设备进行表征。
通过这些实验手段，我们可以测量磁性纳米薄膜的磁化曲线、磁滞回线和磁致伸缩效应等，从而深入了解纳米薄膜的磁性能。
此外，结构性能也是研究磁性纳米薄膜的重要一环。
纳米薄膜的晶体结构可以通过衍射技术（如X射线衍射和电子衍射）来研究。
这些技术可以提供纳米薄膜中晶体的晶格常数、晶体结构和晶体取向等信息。
同时，透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜也可以用来观察纳米薄膜的显微结构，并进行原子尺度的成分分析。
磁性纳米薄膜的研究不仅仅局限于制备方法和性能研究，还包括对其应用的探索。
磁性纳米薄膜因其特殊的性能，在信息存储、传感器和磁性催化等领域具有广泛的应用前景。
纳米涂层的制备与性能调控技巧
纳米涂层的制备与性能调控技巧纳米涂层是一种在表面涂覆了纳米颗粒或纳米结构的薄膜。
这些纳米颗粒具有特殊的物理和化学性质，使得纳米涂层具备了许多独特的性能和应用优势。
为了获得优质的纳米涂层，制备技巧和性能调控至关重要。
本文将讨论一些常用的纳米涂层制备技术以及对纳米涂层性能进行调控的方法和技巧。
一、纳米涂层的制备技术1. 物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，PVD）物理气相沉积是一种常用的纳米涂层制备技术，包括蒸发、溅射和离子束等方法。
蒸发法是将材料加热至蒸发温度，然后通过凝结在基底上形成涂层。
溅射法是利用离子轰击材料的表面，使其蒸发并沉积在基底上。
离子束法则是通过高能离子轰击材料，使其蒸发并沉积在基底上。
这些方法可以在几个纳米米量级上控制涂层的厚度和成分，并能制备出致密、均匀的纳米涂层。
2. 化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）化学气相沉积是利用化学气相反应沉积纳米材料的一种方法。
它首先在基底表面生成薄膜的前体物质，然后在适当的温度下进行化学反应，最终形成纳米涂层。
化学气相沉积具有较高的沉积速率和较好的控制性能，可以在较低的温度下制备纳米涂层，并且可以调控纳米涂层的晶格结构和成分。
3. 溶液法（Solution Process）溶液法是一种将纳米颗粒散布在溶液中，然后通过蒸发、溶剂挥发或加热等方法沉积在基底上的制备技术。
采用溶液法制备纳米涂层成本较低，工艺简单，适用于大面积涂层制备，并且能制备各种形态、表面形貌和组分的纳米涂层。
二、纳米涂层的性能调控技巧1. 纳米结构控制纳米涂层的性能很大程度上取决于其纳米结构，包括颗粒尺寸、分布形态和晶格结构等。
可以通过制备技术的参数调节，如热处理温度、沉积速率和浓度等，来控制纳米涂层的结构。
此外，辅助剂的添加、外加电场和表面修饰等方法也可以用于控制纳米结构。
2. 结构与性能关联纳米涂层的性能与其结构之间存在密切的关联。
基于PVA的纳米光学膜的制备及性能研究
基于PVA的纳米光学膜的制备及性能研究纳米光学膜是一种具有微观尺度的光学结构，可以在可见光范围内实现高效的光学响应和控制。
在纳米科学和纳米技术的快速发展下，基于聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol，简称PVA）的纳米光学膜得到了广泛的关注和研究。
本文将围绕基于PVA的纳米光学膜的制备及其性能进行探讨和研究。
首先，我们来了解PVA作为纳米光学材料的优势。
PVA是一种具有良好光学性能的高分子材料，具有优异的透明性、柔软性和可调控性。
同时，PVA具有一定的耐高温性能和化学稳定性，可满足纳米光学材料在实际应用中的需求。
基于PVA的纳米光学膜可以通过调节PVA的浓度、分子量以及添加其他功能性物质等方式进行制备，以实现更多复杂的光学特性和功能。
其次，我们探讨基于PVA的纳米光学膜的制备方法。
制备PVA纳米光学膜可采用溶液浇铸法、溶胶-凝胶法、自组装法等不同的方法。
以溶液浇铸法为例，制备纳米光学膜的过程如下：首先，将PVA溶解在适量的溶剂中，形成均匀的PVA溶液；然后，将溶液均匀浇铸在平整的基底表面，并待溶剂挥发，形成厚度均匀且无气泡的薄膜；最后，可通过表面修饰、热处理等方式对薄膜进行进一步处理，以实现特定的光学性能和应用需求。
接着，我们研究基于PVA的纳米光学膜的性能。
首先是光学性能方面，PVA纳米光学膜具有较高的透射率和折射率，可实现对光的有效传输和调控。
其次，PVA纳米光学膜具有良好的双折射性能，可用于制备偏振器件、光学波导器件等。
此外，PVA纳米光学膜还具有较好的双向调制性能，可实现光的调制和传输的同时。
另外，PVA纳米光学膜的力学性能、热性能等也是我们需要考虑的重要因素。
最后，我们讨论基于PVA的纳米光学膜在实际应用中的潜在价值。
PVA纳米光学膜具有广泛的应用前景，如光学通信、光电传感、光学显示等领域。
例如，在光学通信领域，PVA纳米光学膜可用于制备微型光学器件和集成光学模块，提高光学器件的性能和集成度；在光电传感领域，PVA纳米光学膜可用于制备高灵敏度的光学传感器，用于检测环境中的光信号变化；在光学显示领域，PVA纳米光学膜可用于制备柔性显示器件，实现可弯曲、可折叠的显示效果。
纳米薄膜的制备方法
原子力显微镜（FM）：测量纳米薄膜的 表面形貌和厚度
拉曼光谱（Rmn）：分析纳米薄膜的化 学组成和结构
扫描电子显微镜（SEM）：观察纳米薄 膜的表面形貌和结构
X射线光电子能谱（XPS）：分析纳米薄 膜的化学组成和元素价态
透射电子显微镜（TEM）：观察纳米薄 膜的微观结构
电子探针（EPM）：分析纳米薄膜的元 素分布和化学组成
纳米薄膜在电子、光学、生物 医学等领域的应用将越来越广 泛
纳米薄膜的性能将不断提高如 提高薄膜的导电性、光学性能
等
纳米薄膜的制备技术将更加环 保如采用绿色化学方法制备薄
膜
应用领域：纳米 薄膜在电子、光 学、生物医学等 领域具有广泛的 应用前景
技术进步：随着 科技的发展纳米 薄膜的制备技术 将不断进步提高 产品质量和性能
纳米薄膜在电子、光学、生物医学 等领域具有广泛的应用前景
纳米薄膜在环境保护、能源储存、 生物医药等领域具有潜在的应用前 景
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纳米薄膜在太阳能电池、LED照明、 生物传感器等领域具有重要的应用 价值
纳米薄膜在航空航天、国防军工等 领域具有重要的战略意义
纳米薄膜的制备方法将更加多 样化如化学气相沉积、溶液浸 渍等
X射线衍射：通过X射线衍射可以确定晶体的晶系、晶胞参数、 晶面间距等
电子衍射：通过电子衍射可以确定晶体的晶系、晶胞参数、晶 面间距等
透射电子显微镜：通过透射电子显微镜可以观察晶体的微观结 构
扫描电子显微镜：通过扫描电子显微镜可以观察晶体的表面形 貌和结构
拉曼光谱：通过拉曼光谱可以确定晶体的晶系、晶胞参数、晶 面间距等
原理：通过化学反应将金属离子或金属氧化物转化为纳米颗粒再通过溶剂蒸发或热处理 形成纳米薄膜
纳米金薄膜的制备及性能研究
纳米金薄膜的制备及性能研究纳米金薄膜是近年来备受关注的一类纳米材料，其具有很多优异的性能，被广泛用于各个领域，例如光电子器件、生物传感器、表面增强拉曼光谱等。
本文将主要介绍纳米金薄膜的制备方法及其性能研究。
一、制备方法目前，纳米金薄膜的制备方法主要分为物理法和化学法两类。
1.物理法物理法制备纳米金薄膜主要包括热蒸发法、磁控溅射法、离子束溅射法、电子束物理气相沉积法等。
其中热蒸发法是一种较为简单的方法，适用于制备较厚的纳米金薄膜。
其原理是利用高温下将金属加热，使其转变为蒸气态，然后使蒸汽沉积在表面形成薄膜。
但其制备的薄膜质量较差，易受到杂质污染。
磁控溅射法是目前应用较广的制备方法之一，具有高纯度、重复性好等优点。
其原理是将纯金属置于真空室中，加入高能电子或离子激发金属原子，使之飞出并沉积在表面形成薄膜。
但其制备的纳米金薄膜往往会受到溅射原理的影响，表面粗糙度较高。
离子束溅射法和电子束物理气相沉积法类似，都是利用高能离子或电子轰击金属靶，使之释放原子或切断分子，通过原子弹球法实现对样品表面的沉积。
这两种方法制备的薄膜具有良好的致密性和均一性，但设备设施较为昂贵，且制备速度较慢。
2.化学法化学法制备纳米金薄膜主要包括还原法、光化学沉积法、溶液浸渍法等。
还原法是一种较为简单的方法，它将金离子还原为非晶态金，再通过热处理制备纳米金薄膜。
其优点是易于操作，制备速度快，但制备的薄膜主要为非晶态，而且粒径分布较宽。
光化学沉积法是一种由光和化学反应相结合的方法，利用光照或电解质的添加实现对氧化还原反应的调控。
其优点是可以制备极薄的纳米金薄膜，具有厚度均匀、晶格完整、应力小等特点。
溶液浸渍法是一种依靠物质之间的相互作用力将纳米金颗粒沉积在基底表面的方法。
其优点是可扩展性强，能够制备大面积的薄膜，但制备的薄膜在结晶程度、粒径分布等方面存在一定的问题。
二、性能研究1.光学性能纳米金薄膜的光学性能主要表现在其表面等离子共振吸收现象，并可应用于表面增强拉曼光谱、太阳能电池等领域。
纳米薄膜制备技术的方法和步骤详解
纳米薄膜制备技术的方法和步骤详解纳米薄膜制备技术是一种重要的材料制备方法，可用于制备具有纳米尺寸的薄膜材料。
纳米薄膜具有独特的物理和化学性质，被广泛应用于光电子学、能源存储、传感器等领域。
本文将详细介绍几种常用的纳米薄膜制备方法和相关的步骤。
1. 物理气相沉积法（PVD）物理气相沉积法是制备纳米薄膜的一种常用方法。
它利用高温或真空弧放电等方式将固体材料转化为蒸汽或离子形式，通过在衬底表面沉积形成薄膜。
该方法包括蒸发、溅射和激光烧结等技术，下面将介绍其中两种常用的物理气相沉积法。
- 蒸发法：将固体材料置于高温坩埚中，通过加热使其升华成蒸汽，然后沉积在预先清洁处理的衬底上。
蒸发法适用于制备高纯度、单晶和多晶材料的纳米薄膜。
- 溅射法：利用高能离子束轰击固体材料，使其表面物质脱离并形成蒸汽，然后沉积在衬底表面。
溅射法具有较高的原子密度和较好的原子堆积度，可用于制备复杂化合物或多元合金等纳米薄膜。
2. 化学气相沉积法（CVD）化学气相沉积法是使用气体反应来制备纳米薄膜的方法。
该方法通常在高温下进行，通过在反应气体中加入反应物质，并使其在衬底表面发生化学反应形成薄膜。
化学气相沉积法具有高产率、高纯度和较好的均匀性等优点，是制备大面积纳米薄膜的理想方法。
- 热CVD：在高温下进行反应，通过热分解或气相化学反应形成纳米薄膜。
此方法常用于制备二维材料如石墨烯等。
- 辅助CVD：加入辅助激发源如等离子体、激光或电弧等，以提供能量激活气体分子，使其发生化学反应形成纳米薄膜。
辅助CVD可以改善反应速率、增加产率和提高薄膜质量。
3. 溶液法溶液法是制备纳米薄膜的常用方法之一，适用于各种材料的制备。
具体步骤包括以下几个方面：- 溶液制备：将所需材料溶解在合适的溶剂中，形成可使溶液中纳米颗粒分散的溶液。
- 衬底处理：选择合适的衬底材料，并进行清洗和表面处理，以保证薄膜的附着和均匀性。
- 溶液沉积：将衬底浸入溶液中，控制溶液温度和浸泡时间，使纳米颗粒在衬底表面自发沉积。
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纳米薄膜分类
• 纳米薄膜分为三类： • （1）由纳米粒子组成(或堆砌而成)的薄膜， • （2）在纳米粒子间有较多的孔隙或无序原子或另一种材 料。纳米粒子镶嵌在另一基体材料中的颗粒膜就属于第二 类纳米薄膜。 • （3）薄膜厚度在纳米级，或有纳米级厚度的薄膜交替重 叠形成的薄膜。
5.1薄膜材料的制备
5.1.1气相法 纳米薄膜的获得主要通过两种途径： • (1)在非晶薄膜晶化的过程中控制纳米结构的形成， 如采用共溅射方法制备Si／SiO2薄膜，在700— 900℃的N2气氛下快速退火获得纳米Si颗粒； • (2)在薄膜的成核生长过程中控制纳米结构的形成， 其中薄膜沉积条件的控制显得特别重要，在溅射 工艺中，高的溅射气压、低的溅射功率下易于得 到纳米结构的薄膜。 • 在CeO2-x、Cu/CeO2-x的研究中，在160W、2030Pa的条件下能制备粒径为7nm的纳米微粒薄膜。
气相沉积的基本过程
(1)气相物质的产生 • 一种方法是使沉积物加热蒸发，这种方法称为蒸发镀膜；另一种方 法是用具有一定能量的粒子轰击靶材料，从靶材上击出沉积物原子，称 为溅射镀膜。
(2)气相物质的输运 • 气相物质的输运要求在真空中进行，这主要是为了避免气体碰撞妨碍沉 积物到达基片。在高真空度的情况下(真空度≤10-2Pa)，沉积物与残余 气体分子很少碰撞，基本上是从源物质直线到达基片，沉积速率较快； 若真空度过低，沉积物原子频繁碰撞会相互凝聚为微粒，使薄膜沉积过 程无法进行，或薄膜质量太差。 (3)气相物质的沉积 • 气相物质在基片上的沉积是一个凝聚过程。根据凝聚条件的不同，可以 形成非晶态膜、多晶膜或单晶膜。若在沉积过程中，沉积物原子之间发 生化学反应形成化合物膜，称为反应镀。若用具有一定能量的离子轰击 靶材，以求改变膜层结构与性能的沉积过程称离子镀。
气相法 • 1. 真空蒸发 法 (源单层蒸发；单源多层蒸发；多源反应共蒸发) • 2. 真空溅射法 磁控溅射，直流磁控测射（单靶(反应)溅射；多靶反应 共溅射：射频磁控溅射[单靶(反应)溅射；多靶反应共溅射 • 3. 离子束溅射
• 4. 化学气相沉积， 金属有机物化学气相沉积(MOCVD) ,热解化学气相沉 积(热解CVD),离子体增强化学气相沉积(PECVD),激光诱导化学气相沉积 (LCVD),波等离子体化学气相沉积(MWCVD)
液相法
• 5. 溶胶-凝胶(sol-gel法
• 6. 电镀法，化学镀 • 7 LB膜
• 真空蒸发镀膜： 在真空中把制作薄膜的材料加热蒸发，使其淀积在适 当的表面上。它的优点是沉积速度较高，蒸发源结构简单， 易制作，造价低廉，但不能蒸发难熔金属和介质材料。最 大的缺点就是材料的利用率极低（试料在篮状蒸发源中以 立体角、在舟状蒸发源中以立体角四散开来） • 真空溅射镀膜： 当高能粒子(电场加速的正离子)打在固体表面时，与 表面的原子、分子交换能量，从而使这些原子、分子飞溅 出来，落在衬底上形成薄膜。溅射镀膜材料的利用率大大 高于蒸发镀膜。
5x1014m-2，最小扩散距离约为50nm．
2．结合阶段 • 对于小核，发生结合的时间小于0.1s，并且结合后增大了 高度，减少了在基片上所占的总面积．除此以外，结合前 具有良好晶体形状的核在结合时变为圆形．若在进一步结 合前尚有具够的时间，复合岛(即结合以后的小岛)会再次具 有晶体形状．在小岛阶段，晶体多为三角形．而在结合以 后，各岛常变为六角形．
PVD的物理原理
衬底 扩散、吸附、凝 结成薄膜
物质输运 能量输运
能量
块状材料 (靶材)
气相法薄膜形成的过程
薄膜的形成包括如下过程：
(1)单体的吸附；
(2)大小不同的各种小原子团(或称胚芽)的形成； (3)形成临界核(开始成核)； (4)由于捕获其周围的单体，临界核长大； (6)在临界核长大的同时，在非捕获区，由单体逐渐形成临界核； (6)稳定核长大到相互接触，彼此结合后形成新的小岛． 由于新 岛所占面积小于结合前的两岛，所以在基片上暴露出新的面积； (7)在这些新暴露的面积上吸附单体，发生“二次”成核； (8)小岛长大，结合成为大岛，大岛长大、相互结合．在新暴露 的面积发生“二次”或“三次”成核；
纳米薄膜
• 薄膜是一种物质形态，其膜材十分广泛， 单质元素、化合物或复合物，无机材料或 有机材料均可制作薄膜。 • 薄膜与块状物质一样，可以是非晶态的、 多晶态的或单晶态的。 • 近20年来，薄膜科学发展迅速，在制备技 术、分析方法、结构观察和形成机理等方 面的研究都取得了很大进展。其中无机薄 膜的开发和应用更是日新月异，十分引人 注目。
薄膜的应用
薄膜在现代科学技术和工业生产中有着广泛的应用
光学系统中使用的各种反射膜、增透膜、滤光片、分束镜、 偏振镜等； 电子器件中用的薄膜电阻，特别是平面型晶体管和超大规模 集成电路也有赖于薄膜技术来制造； 硬质保护膜可使各种经常受磨损的器件表面硬化，大大增强 表面的耐磨程度； 在塑料、陶瓷、石膏和玻璃等非金属材料表面镀以金属膜具 有良好的美化装饰效果，有些合金膜还起着保护层的作用； 磁性薄膜具有记忆功能，在电子计算机中作存储记录介质而 占有重要地位。
(9)形成带有沟道和孔洞的薄膜；
(10)在沟道和孔洞处“二次”或“三次”成核，逐渐形成连续薄 膜．
薄膜的形成包括如下过程：
1. 小岛阶段
• 在这个阶段中，包括成核和核生长． • 在真空度为10-6Pa下，用物理气相沉积法制造薄膜，并且 同时用透射电镜观察成膜过程．结果发现，首先看到的是 大小相当一致的核突然出现，其线度为2-3nm，其形状是 三维的，并且平行基片表面的两维大于垂直向的第三 维．这说明核的生长主要是由于吸附单体在基片表面的扩 散，而不是由于气相原子的直接碰撞．例如，以MoS2为基 片、在400C下成膜时，Ag或Au膜的起始核密度约为
• 薄膜技术目前还是一门发展中的边缘学科，其中 不少问题还正在探讨之中。
• 薄膜的性能多种多样，有电性能、力学性能、光 学性能、磁学性能、催化性能、超导性能等。
• 薄膜在工业上有着广泛的应用，而且在现代电子 工业领域中占有极其重要的地位，是世界各国在 这一领域竞争的主要内容，也从一个侧面代表了 一个国家的科技水平。