薄膜材料
薄膜名词解释
1、薄膜材料的定义:薄膜材料是一层厚度为几纳米(单层)至几微米的材料。
利用特殊的技术手段、人为制得的。
其维尺度显薯小于另外两维尺度的，具有特定性能与用途的材料。
2、平均自由程一个分子在连续两次碰撞之间所经过的自由路程的平均值。
3、化学气相沉积化学气相沉积是通过化学反应的方式，利用加热、等离子激励或光辐射等各种能源，在反应器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固界面上经化学反应形成固态沉积物的技术，4、物理气相沉积:在把固态或熔融态成膜材料通过某种物理方式(高温蒸发、溅射、等离子体、离子束、激光束、电弧等)产生气相原子、分子、离子(气态、等离子体态)，再经过输运在基体表面沉积，或与其他活性气体反应形成反应产物在基体上沉积为固相薄膜。
5、临界核比最小稳定核再小点，或者说再小一个原子，原子团就变成不稳定的。
这种原子团为临界核6、稳定核要在基片上形成稳定的薄膜，在沉积过程中必须不断产生这样的小原子团，即一旦形成就不分解(既不分解出单原子、也不分解出双原子)7、平均弛豫时间一个吸附原子与基片达到热平衡所需要的平均时间。
8、平均停留时间一个吸附原子从吸附于表面开始，到脱附表面为止的平均时间。
9、化学镀不加任何电场、直接通过化学反应而实现薄膜沉积的方法10、外延生长指在基片上生长具有相同或相近的结晶学取向的薄膜单晶的过程。
11、纳米材料材料的尺度或晶粒尺度至少有一维处于几纳米或几十纳米量级12、溅射阈值将靶材原子溅射出来，入射离子需要具备的最小能量水平。
13、溅射率又称问溅射产额或溅射系数，平均每个正离子轰击靶材时，可从靶材中溅射出的原子个数。
14、蒸发温度规定物质在饱和蒸气压为10^(-2)Torr时的温度，称为该物质的蒸发温度。
13种薄膜材料概述
13种薄膜材料介绍薄膜具有良好的韧性、防潮性和热封性能，应用非常广泛；PVDC薄膜适合包装食品，并能长时间保鲜；而水溶性PVA薄膜不必开封直接投入水中即可使用；PC薄膜无味、无毒，有类似玻璃纸的透明度和光泽，可在高温高压下蒸煮杀菌。
本文将主要介绍几种塑料薄膜的性能及其使用。
从商品生产到销售，再到使用，包装件要经过储存、装卸、运输、货架陈列以及在消费者手中存放，这个过程中即可能遇到严寒、酷暑、干燥、潮湿等恶劣的自然气候条件，也要遭受振动、冲击和挤压等各种机械破坏，甚至还有微生物和虫类的侵害。
要保证商品的质量，主要依靠包装材料来保护，所以包装材料非常重要。
塑料薄膜是最主要的软包装材料之一，塑料薄膜的种类繁多，特性各异，根据薄膜的不同特性，其用处也不同，下面介绍几种常见的塑料薄膜：聚乙烯薄膜PE薄膜使用大量最大的塑料包装薄膜，约占塑料薄膜总耗用量的40%以上。
PE薄膜虽然在外观、强度等方面并不十分理想，但它具有良好的韧性、防潮性和热封性能，且加工成型方便，价格便宜，所以应用非常广泛。
1、低密度聚乙烯薄膜。
LDPE薄膜主要采用挤出吹塑法和T模法生产的LDPE 薄膜是一种柔韧而透明的薄膜，无毒、无嗅，厚度一般在0.02～0.1㎜之间。
具有良好的耐水性、防潮性、耐旱性和化学稳定性。
大量用于食品、药品、日用品及金属制品的一般防潮包装和冷冻食品的包装。
但对于吸湿性大，防潮性要求较高的物品，则需要采用防潮性更好的薄膜和复合薄膜包装。
LDPE薄膜的透气率大、无保香性且耐油性差，不能用于易氧化食品、风味食品和含油食品的包装。
但透气性好使它能用于水果、蔬菜等新鲜物品的保鲜包装。
LDPE薄膜的热粘合性和低温热封性好，因此常用作复合薄膜的粘合层和热封层等，但由于其耐热性差，故不能用作蒸煮袋的热封层。
2、高密度聚乙烯薄膜。
HDPE薄膜是一种韧性的半透明薄膜，其外观为乳白色，表面光泽度较差。
HDPE薄膜的抗张强度、防潮性、耐热性、耐油性和化学稳定性均优于LDPE薄膜，也可以热封合，但透明性不如LDPE。
薄膜材料的特点
薄膜材料的特点
1. 薄膜材料那可真是薄如蝉翼啊！就像你看那保鲜膜，贴在食物上几乎都看不出来。
它超级薄的特点能让它在很多地方大显身手呢，比如保护那些容易受损的东西，就像给它们穿上了一层隐形的铠甲，难道不是很厉害吗？
2. 薄膜材料的柔韧性也很强呢！你想想看，那些可以随意弯曲的手机屏，多神奇呀。
它就像个能屈能伸的小能手，不管怎么折腾都不会轻易坏掉，这可不是一般材料能做到的，对吧！
3. 透明度高也是薄膜材料的一绝啊！简直就跟透明的玻璃没啥区别，但可比玻璃轻便多了。
就好比眼镜片，能让你清晰地看到外面的世界，却几乎感觉不到它的存在，是不是很牛？
4. 薄膜材料的耐用性也不容小觑呀！你看那些长期使用的太阳能板上的薄膜，经历风吹雨打依然发挥着作用。
这就像一个坚持不懈的战士，一直坚守岗位，多可靠啊！
5. 还有啊，薄膜材料的适应性超强的！不管是高温环境还是寒冷环境，它都能稳住。
就如同那顽强的小草，不管在哪里都能生根发芽，这种特性太让人惊叹了吧！
6. 哎呀，薄膜材料的成本还相对较低呢！这意味着可以大量使用它，让更多的人受益。
这不就像是一个经济实惠的好帮手，默默地为大家服务，多贴心呀！
7. 薄膜材料的应用范围那叫一个广泛啊！从电子设备到日常生活用品，哪里都有它的身影。
它简直就是无处不在的小天使，给我们的生活带来了无尽的便利和惊喜，真的太赞了！
我觉得薄膜材料真的是非常了不起的材料，有着各种各样让人惊艳的特点和广泛的用途，给我们的生活带来了很多积极的影响。
第一讲_薄膜材料简介
薄膜材料的应用领域
光学应用：薄膜材料可用于制造各种光学器件，如眼镜、相机镜头等。
电子应用：薄膜材料可用于制造电子器件，如薄膜晶体管、太阳能电池等。
生物医学应用：薄膜材料可用于制造医疗器械，如人工心脏瓣膜、人工关 节等。 包装应用：薄膜材料可用于食品、药品等的包装，具有阻隔性能好、轻便 美观等优点。
环保需求：随着 环保意识的提高， 对环保型薄膜材 料的需求越来越 大，这也将成为 未来市场发展的 重要趋势。
06
薄膜材料的安全和环保问题及应对 措施
薄膜材料的安全问题及应对措施
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薄膜材料的安全问题：主要包括生产过程中的安全问题、使用过程中的安全问题以及废弃处理 时的安全问题。
应对措施：加强生产和使用环节的安全管理，提高员工的安全意识；采用环保型材料，减少对 环境的污染；加强废弃处理的管理，避免对环境造成二次污染。
薄膜材料的工艺流程
制备方法：物 理气相沉积、 化学气相沉积、 溶胶-凝胶法等
工艺流程：原 料选择、表面 处理、薄膜生 长、后处理等
影响因素：温 度、压力、气
氛、基底等
工艺特点：成 本低、可控制 性强、适用于 大规模生产等
不同制备方法的比较和选择
物理气相沉积法：利用物理过程将材料气化，再在一定条件下沉积成薄膜
的市场需求
汽车行业：汽 车轻量化趋势， 使得对高强度、 耐腐蚀的薄膜 材料需求增加
薄膜材料的发展趋势
环保化：随着环保意识的提高，对环保型薄膜材料的需求将不断增加。 高性能化：对薄膜材料的性能要求越来越高，需要不断研发高性能的薄膜材料。 智能化：随着物联网、智能家居等领域的快速发展，对智能型薄膜材料的需求也将不断增加。 多功能化：为了满足不同领域的需求，需要开发具有多种功能的薄膜材料。
薄膜材料有哪些
薄膜材料有哪些
薄膜材料是通过一种或多种工艺将原材料制成厚度很薄的膜状材料，它具有重量轻、柔韧性好、透明度高等特点，广泛应用于电子产品、太阳能电池、医药包装、食品包装、建筑材料等领域。
下面将介绍几种常见的薄膜材料。
1. 聚乙烯薄膜：聚乙烯薄膜是一种由聚乙烯制成的薄膜材料，它具有防潮、防水、绝缘等特性，广泛应用于食品包装、日常用品包装等领域。
2. 聚酯薄膜：聚酯薄膜是一种由聚酯制成的薄膜材料，它具有耐高温、耐化学品腐蚀等特点，广泛应用于电子产品、太阳能电池、医药包装等领域。
3. 聚氯乙烯薄膜：聚氯乙烯薄膜是一种由聚氯乙烯制成的薄膜材料，它具有耐候性好、耐高温等特点，广泛应用于建筑材料、广告牌等领域。
4. 尼龙薄膜：尼龙薄膜是一种由尼龙制成的薄膜材料，它具有耐磨损、耐腐蚀等特点，广泛应用于电子产品、医药包装等领域。
5. 聚丙烯薄膜：聚丙烯薄膜是一种由聚丙烯制成的薄膜材料，它具有热封性好、透明度高等特点，广泛应用于食品包装、医药包装等领域。
6. 聚甲基丙烯酸甲酯薄膜：聚甲基丙烯酸甲酯薄膜是一种由聚
甲基丙烯酸甲酯制成的薄膜材料，它具有耐高温、耐化学品腐蚀等特点，广泛应用于电子产品、太阳能电池等领域。
7. 铝箔薄膜：铝箔薄膜是一种以铝箔为基材制成的薄膜材料，它具有良好的阻隔性能和导热性能，广泛应用于食品包装、冷藏设备等领域。
除了以上几种常见的薄膜材料外，还有其他各种材质的薄膜材料，如聚酰亚胺薄膜、聚氨酯薄膜、聚苯乙烯薄膜等，它们在不同的领域具有不同的特性和应用。
薄膜材料在现代社会中扮演着重要的角色，它们的不断发展和创新将为各行各业带来更多的应用机会和发展空间。
薄膜材料有哪些
薄膜材料有哪些
薄膜材料是一种在工业和科技领域中应用广泛的材料，它具有轻薄、柔韧、透明、耐腐蚀等特点，在电子、光学、医疗、包装等领域有着重要的应用。
薄膜材料的种类繁多，下面将介绍一些常见的薄膜材料及其应用。
首先，聚酯薄膜是一种常见的薄膜材料，它具有优异的机械性能和化学稳定性，适用于印刷、包装、电子等领域。
在包装领域，聚酯薄膜常用于食品包装、药品包装等，其优异的透明性和耐热性能使得产品更加吸引人。
在电子领域，聚酯薄膜常用于制备电子元件、电池等，其优异的绝缘性能和耐高温性能使得电子产品更加稳定可靠。
其次，聚乙烯薄膜是另一种常见的薄膜材料，它具有良好的柔韧性和耐磨性，
适用于包装、农业覆盖、建筑防水等领域。
在包装领域，聚乙烯薄膜常用于塑料袋、保鲜膜等，其良好的密封性和抗拉伸性能使得产品更加实用。
在农业领域，聚乙烯薄膜常用于大棚覆盖、地膜覆盖等，其良好的透光性和抗老化性能使得作物更加茁壮生长。
此外，聚丙烯薄膜也是一种常见的薄膜材料，它具有良好的耐高温性和耐化学
腐蚀性，适用于医疗、包装、建筑等领域。
在医疗领域，聚丙烯薄膜常用于制备医用器械、医用包装等，其良好的无菌性和透明性能使得医疗产品更加安全可靠。
在包装领域，聚丙烯薄膜常用于制备各种包装袋、包装盒等，其良好的耐磨性和耐高温性能使得产品更加耐用。
总的来说，薄膜材料在现代社会中有着广泛的应用，不仅提高了产品的质量和
性能，也为人们的生活带来了便利。
随着科技的不断进步，薄膜材料的种类和应用领域还会不断扩展，相信在未来会有更多新型薄膜材料的涌现，为人类社会的发展做出更大的贡献。
薄膜材料的定义
薄膜材料的定义薄膜材料是一种具有薄、平整、柔韧性的材料，常用于包装、电子、光学、能源和生物医学等领域。
它通常由聚合物、金属、玻璃、陶瓷等材料制成，具有独特的物理、化学和机械性能。
薄膜材料的特点是其厚度相对较薄，一般在纳米到几十微米之间，这使得其具有较高的表面积与体积比。
由于薄膜材料的特殊性质，使得它在许多领域都有广泛的应用。
薄膜材料在包装行业中扮演着重要角色。
薄膜包装材料具有轻便、耐磨、保鲜等特点，能有效延长食品、药品等产品的保质期，并保持其质量和新鲜度。
同时，薄膜包装材料还可以提供一定的防水、防氧化和防污染的功能，保护产品免受外界环境的影响。
薄膜材料在电子领域有着广泛的应用。
电子器件中的薄膜材料可以用于制造电子元件的绝缘层、导电层、封装层等，具有优异的导电性、绝缘性和机械性能。
薄膜材料还可以制备柔性电子器件，如柔性显示屏、柔性太阳能电池等，为电子产品的轻薄化、柔性化提供了可能。
光学领域也是薄膜材料的重要应用领域之一。
光学薄膜是一种能够调控光的传输和反射的材料，广泛应用于光学透镜、滤光片、反射镜等光学器件中。
薄膜材料在光学领域中的应用不仅可以提高光学器件的性能，还可以实现光的波长选择性和光的相位控制，为光学信息处理和光通信提供了重要的基础。
薄膜材料还在能源和生物医学领域具有重要的应用价值。
在能源领域，薄膜材料可以作为太阳能电池、燃料电池、锂离子电池等能源装置的关键组成部分，具有优异的电化学性能和光学性能。
在生物医学领域，薄膜材料可以用于制备生物传感器、人工器官、药物缓释系统等，具有良好的生物相容性和可控性。
总结起来，薄膜材料是一种具有薄、平整、柔韧性的材料，广泛应用于包装、电子、光学、能源和生物医学等领域。
薄膜材料的特殊性质使其具有许多优异的性能，如导电性、绝缘性、光学性能和生物相容性等，为各个行业提供了创新的解决方案。
随着科学技术的不断进步，薄膜材料的应用前景将更加广阔。
薄膜材料及其制备技术
薄膜材料及其制备技术薄膜材料是指厚度在纳米级别到微米级别的材料，具有特殊的物理、化学和力学性质。
薄膜材料广泛应用于电子、光电、光学、化学、生物医学等领域。
下面将介绍薄膜材料的分类以及常用的制备技术。
薄膜材料的分类：1.无机薄膜材料：如氧化物薄膜、金属薄膜、半导体薄膜等。
2.有机薄膜材料：如聚合物薄膜、膜面活性剂薄膜等。
3.复合薄膜材料：由两种或以上的材料组成的。
如聚合物和无机材料复合薄膜、金属和无机材料复合薄膜等。
薄膜材料的制备技术：1.物理气相沉积技术：包括物理气相沉积（PVD）和物理气相淀积（PVD）两种方法。
PVD主要包括物理气相沉积和磁控溅射，通过将固态金属或合金加热，使其升华或蒸发，然后在基底表面形成薄膜。
PVD常用于制备金属薄膜、金属氧化物薄膜等。
2.化学气相沉积技术：包括化学气相沉积（CVD）和原子层沉积（ALD）两种方法。
CVD通过化学反应在基底表面形成薄膜。
ALD则是通过一系列的单原子层回旋沉积来生长薄膜。
这些方法可以制备无机薄膜、有机薄膜和复合薄膜。
3.溶液法制备技术：包括溶胶-凝胶法、旋涂法、浸渍法等。
溶胶-凝胶法通过溶胶和凝胶阶段的转化制备薄膜。
旋涂法将溶液倒在旋转基底上，通过离心力将溶液均匀分布并形成薄膜。
浸渍法将基底浸泡在溶液中，溶液中的材料通过表面张力进入基底并形成薄膜。
这些方法主要用于制备有机薄膜和复合薄膜。
4.物理沉积法和化学反应法相结合的制备技术：如离子束沉积法、激光沉积法等。
这些方法通过物理沉积或化学反应在基底表面形成薄膜，具有较高的沉积速率和较好的薄膜质量。
综上所述，薄膜材料及其制备技术涉及多个领域，各种薄膜材料的制备方法各有特点，可以选择合适的技术来制备特定性质的薄膜材料。
随着对薄膜材料的深入研究和制备技术的不断进步，薄膜材料在各个应用领域的潜力将会得到更大的发掘。
薄膜材料的结构和性质
薄膜材料的结构和性质薄膜材料是一种在现代工程和科技领域广泛应用的材料。
薄膜材料的结构和性质是决定其应用领域和性能的关键因素。
本文将介绍薄膜材料的结构和性质，并且阐述其在现代应用中的作用。
一、薄膜材料的结构薄膜材料是用溶液、气相、物理气相沉积或其他特殊方法制备的具有厚度在纳米到微米级之间的材料。
薄膜材料的结构可以分为单层膜和复合膜两种。
单层膜材料的结构简单，是由一个单一的材料组成的。
而复合膜材料由两种或两种以上的材料组成。
单层膜材料中，有机薄膜和无机薄膜是两种主要的类型。
有机薄膜可以是单一的高分子化合物，如聚合物和蛋白质，也可以是多种有机化合物的混合物。
然而，无机薄膜主要是由金属化合物和非金属化合物组成的，如氮化硅、氧化锌和氧化铝。
复合膜材料的结构复杂多样，包括两种材料的层状复合膜、不同材料的交替堆层膜和多元复合膜等。
其中，层状复合膜又可以分为层流复合、分子间作用层间复合以及互分布层间复合。
二、薄膜材料的性质薄膜材料的性质是其应用的关键，因为它们直接影响着材料的功能和性能。
薄膜材料的性质包括物理性质、化学性质和光学性质。
物理性质：薄膜材料的物理性质如密度、熔点、固化温度、硬度、弹性模量等往往与相应材料的体积相比有所变化。
例如，聚合物在形成薄膜后通常比原来的体积密度更低。
在这些性质方面，薄膜材料的行为往往是不同于体积材料的。
化学性质：薄膜材料的化学性质通常是由材料本身和加工方法共同决定的。
由于其表面积大、颗粒小，在化学反应和承受环境变化时，它们的响应也不同于体积材料。
面向化学特性的研究是用来检测这些特性并表征所使用薄膜材料的作用和性能的关键。
光学性质：薄膜材料的光学性质是其应用于光学晶体管等领域的原理依据。
光电材料必须具有较强的吸收、发射、调制和切换光学信号的能力。
因此，它们的光学性质应符合基本的光学特性，如透明度、折射率、色散、发射率和吸收率等。
三、薄膜材料在现代应用中的作用薄膜材料的结构和性质是使其在现代应用中具有广泛适用性的原因。
薄膜材料
薄膜材料：1、金属薄膜金属薄膜具有反射率高，截止带宽、中性好，偏振效应小的特点。
复折射率n-ik n折射率，k消光系数。
垂直入射时，R=((1-(n-ik))/(1+(n-ik))2=((1-n)2+k2)/((1+n)2+k2)倾斜入射时，下面介绍几种最常用的金属膜特性。
（1）Al唯一从紫外（0.2mm)到红外（30mm）具有很高反射率的材料，在大约波长0.85mm处反射率出现一极小值，其反射率为86％。
铝膜对基板的附着力比较强，机械强度和化学稳定性也比较好，广泛用作反射膜。
新淀积的Al膜暴露在大气中后，薄膜立即形成一层非晶的高透明Al2O3膜，短时间内氧化物迅速生长到15～20A0。
在紫外区一般采用MgF2膜作为保护膜，可见区采用SiO作为初始材料，蒸发得到以Si2O3为主的SiOx 膜作为Al保护膜。
制备条件：高纯镀的Al（99.99％）；在高真空中快速蒸发（50～100nm/s）；基板温度低于50℃。
（2）Ag银适用于可见区和红外区波段，具有很高的反射率。
可见区的反射率可以达到95％，红外区反射率99％，紫外区反射率很低。
Ag层需加保护膜，Al2O3与Ag有很高的附着力，SiOx具有极强的保护性能，所以常用结构为G|Al2O3-Ag-Al2O3-SiOx|A Al2O3膜层厚度为20～40nm，SiOx膜补足设计波长的二分之一。
制备条件：高真空、快速蒸发和低的基板温度。
（3）金Au在红外波段内具有几乎和银差不多的反射率，用作红外反射镜，金膜新蒸发时，薄层较软，大约一周后，金膜硬度趋于稳定，膜层牢固度也趋于稳定。
制备条件：高真空，蒸发速率30～50A/s，基板温度100～150℃。
需要在基板先打底，以Cr或Ti膜作底层。
常用Bi2O3，ThF4等作保护膜，以提高强度。
（4）铬CrCr膜在可见区具有很好的中性，膜层非常牢固，常用作中性衰减膜。
制备条件：真空度在1×10-2～2×10-4Pa，淀积速率95～300A/s。
薄膜材料的定义
薄膜材料的定义薄膜材料是一种具有特殊结构和性质的材料，广泛应用于各个领域。
它的定义可以从多个角度来解释，包括材料的厚度、结构和功能等方面。
从厚度角度来看，薄膜材料是指在纳米尺度下的材料，其厚度通常在几纳米到几微米之间。
相比之下，传统的材料通常具有更大的尺寸。
由于薄膜材料的特殊厚度，它们具有许多独特的性质和应用。
从结构角度来看，薄膜材料通常由一层或多层原子、分子或离子组成。
这些层状结构使得薄膜材料具有特殊的物理、化学和光学性质。
例如，由于薄膜材料的结构紧密，它们通常具有较高的表面积和较低的体积，从而表现出更高的反应活性和更好的传输性能。
从功能角度来看，薄膜材料具有广泛的应用。
它们可以用作表面涂层，以增强材料的硬度、耐腐蚀性和耐磨性。
薄膜材料还可以用于光学器件，例如太阳能电池板和液晶显示屏，以改善光的传输和控制。
此外，薄膜材料还可以应用于电子器件、传感器、生物医学和环境保护等领域。
薄膜材料的制备方法多种多样，可以通过物理蒸发、化学气相沉积、溶液法和电化学方法等来实现。
每种制备方法都有其优点和局限性，需根据具体应用需求来选择合适的方法。
薄膜材料的研究和应用正在不断发展。
随着纳米技术的发展，人们对薄膜材料的理解和掌握将更加深入。
通过对薄膜材料的研究，可以进一步改善材料的性能，拓宽其应用领域。
预计薄膜材料将在未来的科技发展中发挥重要作用。
薄膜材料是一种具有特殊结构和性质的材料，其定义可以从厚度、结构和功能等方面来解释。
薄膜材料具有广泛的应用前景，并且其研究和应用正在不断发展。
通过对薄膜材料的深入研究，可以进一步拓展其应用领域，推动科技的发展。
薄膜材料
薄膜材料是指通过对其进行热、电子枪蒸发或磁控溅射得到薄膜的一种功能材料。
主要产品应用于半导体制造、磁记录、平面显示和1mm-10mm颗粒，压片或者粉末，或者各种规格靶材。
化学符号材料名称熔点/℃蒸发温度/℃蒸发方法密度/（g/cm3）折射率对应波长/μm 透明区/μm2001 Ag 银961 1047 Ta舟,Mo舟10.5 0.050 0.50.090 0.81.89 4.0可见与红外AgBr 溴化银434 电阻加热 6.47 2.25 0.55 AgSe 硒化银897 电阻加热8.02002 Al 铝660 约1000 钨、钽丝 2.7 0.82 0.5461.99 0.85.97 4.0可见光2003 Al2O3三氧化二铝2020 1600 W舟、电子束、Al阳极氧化、反应溅射3.6、3.98（20℃）1.53～1.60 0.55，室温1.59～1.64 0.55，300℃0.2～82004 AlF3氟化铝900 电阻加热 1.230.55 ，真空中1.38～1.39 0.55>0.2AlP 磷化铝 2.58 3.4 1～8 >0.4薄膜材料是指通过对其进行热、电子枪蒸发或磁控溅射得到薄膜的一种功能材料。
主要产品应用于半导体制造、磁记录、平面显示和1mm-10mm颗粒，压片或者粉末，或者各种规格靶材。
化学符号材料名称熔点/℃蒸发温度/℃蒸发方法密度/（g/cm3）折射率对应波长/μm 透明区/μm 膜AlSb 锑化铝1050 4.26 3.4 13.1 30.78～32005 As2O3三氧化二砷315 升华193 3.74～4.15 1.75 <1 >0.3 单斜晶体As2S3三硫化二砷300 246 Ta舟,Mo舟、高频溅射3.433 2.650 0.552.47 1.062.413.82.37 100.58～10 呈网玻璃2006 As2Se3硒化砷Ta舟,Mo舟 2.79 1～8 >0.77 呈网玻璃2007As2Te3碲化砷 3.8 1～82008 Au 金1063 1465 Mo舟19.3 0.33 0.550.15 0.801.49 4.00可见与红外2009 BaF2氟化钡1280 沸点2137电阻加热 4.38（20℃）1.275（大块）0.5871.47 11.45 51.4 80.25～15 P=0温)薄膜材料是指通过对其进行热、电子枪蒸发或磁控溅射得到薄膜的一种功能材料。
《薄膜材料简介》课件
环保化
随着环保意识的提高，环保型薄膜材料的需求越来 越大，薄膜材料的环保化成为未来的重要发展方向 。
智能化
随着智能化技术的不断发展，智能化薄膜材 料的应用越来越广泛，成为薄膜材料的重要 发展方向。
面临的挑战
技术创新
溅射沉积
利用高能离子轰击靶材，使靶材 原子或分子被溅射出来，并在基 材表面凝结形成薄膜。
离子镀
利用电场将气体离子加速到基材 表面，通过离子轰击将靶材原子 或分子沉积在基材表面形成薄膜 。
化学气相沉积法
01
常温化学气相沉积
在常温下，将反应气体通过热解 、化学反应等过程在基材表面形 成薄膜。
02
热化学气相沉积
将反应气体加热至较高温度，使 其发生热解或化学反应，在基材 表面形成薄膜。
03
等离子体增强化学 气相沉积
利用等离子体激发反应气体，使 其发生化学反应并在基材表面形 成薄膜。
溶胶-凝胶法
溶液制备
将原料溶解在溶剂中，制备成均一的溶液。
凝胶化
将溶胶进行热处理或引发剂引发，使其形成 凝胶。
溶胶制备
将溶液进行水解、聚合等反应，形成溶胶。
电学特性
薄膜材料具有导电、绝缘、半导电等特性，使其在电子器件、传感器 和能源存储等领域有广泛应用。
用途
光学仪器制造
太阳能电池
利用薄膜材料的高透光性和低反射性，制 造各种光学仪器，如相机镜头、望远镜和 显微镜等。
通过在太阳能电池表面镀制特定光谱选择 吸收的薄膜材料，提高光电转换效率。
显示面板制造
柔性电子产品
能量转换膜
用于燃料电池、太阳能电池和锂电 池等。
薄膜材料分类
薄膜材料分类一、引言薄膜材料是指厚度在1微米（μm）至几百微米之间的材料，由于其独特的性质和广泛的应用领域，薄膜材料已经成为当今材料科学中的热门研究领域。
本文将对薄膜材料进行分类介绍。
二、无机薄膜材料1. 金属薄膜金属薄膜是指将金属原子沉积到基底表面上形成的一层金属覆盖物。
常见的金属包括铝、铜、钛等。
金属薄膜具有良好的导电性和导热性，因此广泛应用于电子器件、太阳能电池板等领域。
2. 氧化物薄膜氧化物薄膜是指以氧化物为主要成分制备而成的一类无机非金属材料，常见的氧化物包括氧化锌、氧化铝等。
由于其良好的光学性能和电学性能，氧化物薄膜被广泛应用于显示器件、触摸屏等领域。
3. 碳化物薄膜碳化物薄膜是指由碳和金属元素组成的一种材料，具有高硬度、高耐磨性和良好的导电性能等特点。
碳化物薄膜被广泛应用于刀具、模具等领域。
三、有机薄膜材料1. 聚合物薄膜聚合物薄膜是指以聚合物为主要成分制备而成的一类有机非金属材料，常见的聚合物包括聚乙烯、聚丙烯等。
由于其良好的柔韧性和可塑性，聚合物薄膜被广泛应用于包装材料、光学器件等领域。
2. 生物医用材料生物医用材料是指以天然或合成高分子为主要成分制备而成的一类材料，常见的生物医用材料包括羟基磷灰石、明胶等。
由于其良好的生物相容性和生理可降解性，生物医用材料被广泛应用于人工关节、骨修复等领域。
四、复合薄膜材料复合薄膜材料是指由两种或两种以上不同材料组成的一类材料，常见的复合薄膜包括聚酰亚胺/氧化铝、二氧化硅/氧化铝等。
由于其优异的性能和多样化的组合方式，复合薄膜被广泛应用于光学器件、电子器件等领域。
五、结论综上所述，根据材料成分和性质等方面的不同，可以将薄膜材料分为无机薄膜材料、有机薄膜材料和复合薄膜材料三大类。
每一类都有其独特的特点和广泛的应用领域，在未来的发展中还有着更为广阔的应用前景。
基本薄膜材料汇总
基本薄膜材料汇总基本薄膜材料是一种表面积极大、具有一定机械强度、且相对薄的材料。
其主要特点是具有高比表面积、透明度好、透光性高、可弯曲性强等优点，在许多领域都有广泛的应用。
下面是关于基本薄膜材料的1200字以上的汇总。
1.聚合物薄膜聚合物薄膜是一种广泛应用的薄膜材料。
它具有优良的物理、化学性质，透明度高，可塑性强，且可以通过不同的制备方法制得不同特性的薄膜。
常见的聚合物薄膜有聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚酰亚胺薄膜等。
2.金属薄膜金属薄膜是用金属材料制成的一种薄膜，其具有优异的导电性、导热性能和光学特性。
金属薄膜常见的有铝薄膜、银薄膜、铜薄膜等。
金属薄膜广泛应用于电子、光电、太阳能等领域。
3.陶瓷薄膜陶瓷薄膜是用陶瓷材料制成的一种薄膜，具有优异的耐高温性、耐腐蚀性和绝缘性能。
常见的陶瓷薄膜有二氧化硅薄膜、氧化铝薄膜、氧化锆薄膜等。
陶瓷薄膜广泛应用于微电子、光电、陶瓷膜分离等领域。
4.碳薄膜碳薄膜是以碳为主要成分的一种薄膜材料，具有优异的机械性能和化学稳定性。
碳薄膜可分为石墨样碳膜、金刚石样碳膜和非晶碳膜等。
碳薄膜广泛应用于涂层材料、生物医学、光学涂层等领域。
5.有机无机复合膜有机无机复合膜是由有机物质和无机物质组成的一种薄膜材料，具有有机物质和无机物质的优良特性。
有机无机复合膜具有优异的机械性能、热稳定性和光学特性。
常见的有机无机复合膜有有机硅薄膜、有机金属薄膜等。
有机无机复合膜广泛应用于光学涂层、防护涂层等领域。
总结起来，基本薄膜材料包括聚合物薄膜、金属薄膜、陶瓷薄膜、碳薄膜和有机无机复合膜等。
这些薄膜材料具有各自的特性和应用领域，广泛应用于电子、光电、材料科学等领域。
随着科学技术的发展，薄膜材料的种类将不断增加，其应用领域也将愈加广阔。
13种薄膜材料概述
13薄膜材料介绍该膜具有良好的韧性，耐湿性和热封性能，被广泛使用；直流电压薄膜适合包装食品，可以长时间保鲜；而水溶性聚乙烯醇无需打开密封条并将其放入水中即可直接使用该薄膜；个人电脑该膜无味，无毒，具有与玻璃纸相似的透明性和光泽度，可以在高温和高压下进行蒸煮和灭菌。
本文将主要介绍几种塑料薄膜的性能和用途。
从产品生产到销售，再到使用，包装必须在消费者手中进行存储，装卸，运输，货架展示和存储。
在此过程中，可能会遇到严酷的自然天气条件，例如严寒，高温，干燥和潮湿。
它还遭受各种机械损伤，例如振动，冲击和挤压，甚至微生物和昆虫。
为确保商品质量，主要依靠包装材料进行保护，因此包装材料非常重要。
塑料膜是最重要的软包装材料之一。
有许多不同特性的塑料薄膜。
根据胶片的不同特性，其用途也不同。
以下是一些常见的塑料薄膜：聚乙烯薄膜聚乙烯该薄膜使用了大量最大的塑料包装薄膜，约占塑料薄膜总消耗量40％以上。
聚乙烯尽管该膜在外观和强度方面不是很理想，但是它具有良好的韧性，耐湿性和热封性，并且易于加工和形成，并且价格便宜，因此被广泛使用。
1个，低密度聚乙烯薄膜。
低密度聚乙烯薄膜主要采用挤出吹塑成型方法，Ť模压生产低密度聚乙烯薄膜是柔性透明薄膜，无毒，无味，厚度一般0.02〜0.1之间。
它具有良好的耐水性，耐湿性，耐旱性和化学稳定性。
它广泛用于食品，药品，日用品和金属制品的常规防潮包装以及冷冻食品的包装。
然而，对于具有高吸湿性和高耐湿性要求的物品，包装需要具有更好的耐湿性的膜和复合膜。
低密度聚乙烯该膜具有高的透气性，没有香气滞留性和差的耐油性，并且不能用于包装易氧化食品，调味食品和油性食品。
但其良好的透气性使其适合包装水果和蔬菜等新鲜物品。
低密度聚乙烯该膜具有良好的热粘合性和低温热封性，因此常被用作复合膜的粘合层和热封层，但是由于其耐热性差，因此不能用作热封层。
蒸煮袋。
2，高密度聚乙烯薄膜。
高密度聚乙烯该膜是坚韧的半透明膜，具有乳白色外观和差的表面光泽。
薄膜材料的定义
薄膜材料的定义薄膜材料是指在厚度范围在纳米到微米级别的薄片材料。
这种材料的特点是具有较高的表面积与体积比，具有特殊的物理、化学和电子性质。
薄膜材料广泛应用于电子、光学、能源、生物医学等领域，对现代科技和工业发展起着至关重要的作用。
薄膜材料的制备方法多种多样，常见的方法包括蒸发、溅射、化学气相沉积等。
其中，蒸发法是最早使用的制备薄膜的方法之一。
通过加热材料使其升华，然后在基底上冷凝形成薄膜。
溅射法则是将材料以高速离子束或电子束轰击的方式将其溅射到基底上形成薄膜。
化学气相沉积则是通过在气相中加入适当的气体，使其在基底上发生化学反应生成薄膜。
薄膜材料的应用非常广泛。
在电子领域，薄膜材料被广泛应用于半导体器件、显示器件、光电传感器等。
例如，薄膜材料在平面显示器中作为液晶层，可以控制液晶的取向和光的透过，实现图像的显示。
在光学领域，薄膜材料用于制备光学滤光片、反射镜、透镜等光学元件。
薄膜材料具有可选择性地吸收、反射或透过光的特性，可以实现光的控制和调制，用于光学器件的制备。
在能源领域，薄膜材料被广泛应用于太阳能电池、燃料电池、储能设备等。
薄膜材料具有较高的光吸收和电导性能，可以实现光能和电能的转化和储存。
在生物医学领域，薄膜材料用于制备生物传感器、药物释放系统等。
薄膜材料具有较大的比表面积和生物相容性，可以实现对生物分子和细胞的高灵敏度检测和精确控制。
薄膜材料的性能与其成分、结构和制备工艺密切相关。
常见的薄膜材料包括金属薄膜、氧化物薄膜、聚合物薄膜等。
金属薄膜具有良好的导电性和热导性，常用于电子器件和导热材料。
氧化物薄膜具有良好的光学和电学性能，常用于光学器件和电子器件。
聚合物薄膜具有较低的密度和较高的柔韧性，常用于生物医学和柔性电子领域。
薄膜材料的研究和应用在不断发展和进步。
随着纳米技术和薄膜技术的不断发展，薄膜材料的制备方法和性能得到了极大的提升。
例如，通过改变薄膜的厚度、成分和结构，可以实现对光的谐振吸收和波导导引效应的调控，用于制备纳米光子学器件和集成光路系统。
薄膜材料 释义
薄膜材料释义薄膜材料是指由厚度小于等于100微米的薄膜构成的物质，它的厚度在可见光的波长下可以被看到，它的厚度可以用毫微米来测量。
薄膜材料一般可以分为金属、金属化合物和无机非金属的三大类。
在常温常压下，薄膜材料是最容易构建的材料结构，在它们构成多层薄膜的情况下，可以实现很多功能和性能。
薄膜材料可以用来解决发电机空气隙调节精度、防止电机热衰减、增加电机动力、降低电机磨损及其它问题。
它还可以作为无线电子元件的外壳保护，用于储存电池、电路板和电缆等材料，以及制作太阳能电池、太阳能电池模块等光伏设备的薄膜材料。
同时，薄膜材料也常用于食品包装、印刷制品的防潮保护，以及机器包装的防震、防划伤等功能上。
薄膜材料的构成通常是由一层或多层以磷酸盐、硅酸盐、NaCl或其他化学分子组成的物质。
这些物质可以有不同的厚度，也可以有不同的形状，并可以根据应用要求来设计自己的材料构成。
这些物质可以采用各种手段沉积在特定的衬底表面上，形成不同的薄膜材料，具有不同的性能、特性和功能。
当今，薄膜材料的应用领域已经广泛，可以用于医疗、军事、太阳能、电子、化工、材料学和机械等诸多领域。
薄膜材料完全可以满足复杂的、多变的、新兴的和传统的应用需求，其厚度可以到达几微米级别，可以用来处理多层抗热、抗冲击、抗腐蚀等性能。
它可以把传统材料如金属和塑料等进行物理和化学过程复合，形成不同的复合材料，从而达到质量和性能的更好的效果。
薄膜材料的应用范围比较广泛，它的发展与技术进步紧密相关，薄膜材料的使用和发展将对各个领域产生重大而深远的影响。
随着科学技术的发展，薄膜材料还将在未来继续发挥重要作用，为我们提供更多的应用机会和解决方案。
总之，薄膜材料是一种具有重要作用的新型材料，其厚度极薄、构成复杂、具有多种功能，可以应用于各种行业，为我们的生活和工作带来极大的便利。
薄膜材料简介
薄膜材料简介1.薄膜材料：应用领域：材料科学、能源、信息、微电子工业等;尤其宽禁带半导体光电功能材料，已成为各国研究的重点。
研究目的：利用新材料制备具有最佳性能的器件提高生产率，降低成本;发展方向：透明导电薄膜、具有低电阻、高透射率等可作为透明导电窗口。
2.什么是透明导电膜透明导电膜(TCO)目前最主要的应用是ITO膜,还有其他AZO等，ITO 薄膜是一种半导体透明薄膜, 它是氧化铟锡英文名称的缩写。
有学者将氧化铟系列( In2O22SnO2) 也称之为ITO 薄膜。
作为透明导电电极, 要求ITO 薄膜有良好的透明性和导电性。
所以, 此类材料的禁带宽度E g 一般都大于3 eV , 其掺杂组分要偏离化学计量比。
ITO 薄膜的制备方法有蒸发、溅射、反应离子镀、化学汽相沉积、热解喷涂等, 但使用最多的是反应磁控溅射法[ 1, 2 ]。
与其它透明导电薄膜相比, ITO 薄膜具有良好的化学稳定性、热稳定性以及良好的图形加工特性。
我们发现经过铯化处理的ITO 薄膜具有光电发射效应。
其光电发射稳定, 有1. 71 ua/lm 的积分灵敏度, 寿命达千小时以上。
这种ITO 薄膜的光电发射对于研制大面积的光电器件、平板显示器件会有较大的促进作用。
3. 透明导电膜的历史1907年最早使用CdO材料为透明导电镀膜，应用在photovoltaic cells。
1940年代，以Spray Pyrolysis及CVD 方式沉积SnOx于玻璃基板上。
1970年代，以Evaporation 及Sputtering 方式沉积InOx及ITO。
1980年代，磁控溅镀﹙magnetron sputtering﹚开发，使低温沉膜制程，不论在玻璃及塑胶基板均能达到低面阻值、高透性ITO薄膜。
1990年代，具有导电性之TCO陶瓷靶材开发，使用DC 磁控溅镀ITO，使沉积制程之控制更加容易，各式TCO材料开始广泛被应用。
2000年代，主要的透明导电性应用以ITO 材料为主，磁控溅镀ITO成为市场上制程的主流。
薄膜材料有哪些
薄膜材料有哪些
薄膜材料是一种在工业和科技领域中广泛应用的材料，它具有许多独特的特性
和优势。
薄膜材料主要是指厚度在纳米级到微米级之间的材料，通常由聚合物、金属、陶瓷等材料制成。
在各种领域中，薄膜材料都发挥着重要作用，比如在光学、电子、医疗、能源等方面都有着广泛的应用。
首先，薄膜材料在光学领域中有着重要的应用。
光学薄膜材料具有优异的透明
性和反射性能，可以用于制造光学镜片、滤光片、太阳能电池等产品。
这些产品在光学仪器、光学通信、光学显示等领域中有着重要的作用，为人们的生活和工作提供了便利。
其次，薄膜材料在电子领域也有着广泛的应用。
例如，薄膜材料可以用于制造
柔性电子产品，比如柔性显示屏、柔性电池等。
与传统的硬性电子产品相比，柔性电子产品更轻薄便携，可以更好地适应各种复杂的环境和形状，因此备受市场青睐。
此外，薄膜材料在医疗领域中也有着重要的应用。
例如，医用薄膜材料可以用
于制造医用敷料、手术器械包装、医用隔膜等产品。
这些产品具有优异的透气性、防水性和抗菌性能，可以有效地保护伤口，预防感染，为患者的康复提供保障。
最后，薄膜材料在能源领域中也有着重要的应用。
例如，太阳能电池、燃料电池、锂离子电池等产品都需要使用薄膜材料作为关键部件。
薄膜材料具有优异的导电性、光学性能和化学稳定性，可以有效地提高能源转换效率，推动清洁能源的发展。
总的来说，薄膜材料是一种具有广泛应用前景的材料，它在光学、电子、医疗、能源等领域都有着重要的作用。
随着科技的不断进步和创新，相信薄膜材料将会有更多的新应用出现，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
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ɑ-Si:H/ɑ-C:H • 微晶硅μc-Si:H • 多晶硅poly-Si:H
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1 硅基非晶态半导体薄膜
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1 硅基非晶态半导体薄膜
非晶态半导体薄膜材料在光电器件方面的独特性
性能如下：
• • • • •
能
非晶硅及硅基合金材料，对太阳光有很高的吸收系数，并产生最 佳的光电导值。 很容易实现高浓度可控掺杂，并能获得优良P-N结。 可以在很宽组分范围控制它的能隙变化。 很容易形成异质结，并有十分低的界面态。 沉积温度低。
湖南大学电子封装材料与薄膜技术研究所
Institute of Electronic Packaging Material & Thin Film Technology
薄膜与电子材料
硅、碳基 薄膜材料
2017-2018-2
主要内容
硅基非晶态半导体薄膜
多晶硅和微晶硅薄膜 碳基薄膜材料 导电薄膜
• • • •
可以部分实现连续的物性控制。当连续改变组成非晶半导体的化学组分 时，其密度、相变温度、电导率、禁带宽度等也随之而连续变化。 非晶半导体材料在热力学上处于亚稳态，在一定条件下可以转变为晶态
（退火），其主要原因是非晶态状态下具有更高的晶格位能。
非晶硅及其合金膜的结构、电学和光学性质，十分灵敏的依赖于制备条 件和制备方法，因此性能重复性相比于晶态材料要差得多。 非晶态半导体的物理性能往往是各向同性的，主要是因为其结构为共价 键无规则网络结构，不受周期性结构的约束。
•
热丝CVD法等
6.
2 多晶硅和微晶硅薄膜
多晶硅的光、电特性
暗电导率
•
电学性能的好坏是衡量多晶硅薄膜的重要指标。晶化后多 晶硅薄膜的暗电导率有较大幅度的提高（见下图）。 光吸收系数和光能隙是多晶硅薄膜最重要的光学性能。多 晶硅薄膜的吸收系数基本趋势仍与非晶硅薄膜一致，保留 了与直接带隙半导体相近似的特点，并吸收系数高于单晶 硅薄膜。
•
Mott-CFO模型中费米能级被钉扎，即，由于掺杂而出现的载流子 浓度的微小变化并不能使非晶态半导体的费米能级产生移动，并
不能导致电导率发生明显的变化。即Mott-CFO模型中非晶态半导
体的掺杂是无效的。
6.
•
1 硅基非晶态半导体薄膜
非晶态半导体薄膜材料的能带模型
Mott-Davis模型
• • •
•
• •
扩展态中，电子与空穴具有一定的迁移率；但很低，电子大约
1~10cm2/(V· s)，空穴0.01~0.1cm2/(V· s) 在定域态中，载流子只能通过热激发或隧道效应，在定域化能级 之间跳跃式移动。 在定域态中，Ec、Ev意义与在晶体硅中不同，被称为迁移率边， 且Ec-Ev不再具有禁带的意义，而被称为迁移率隙（或能隙、光学 带隙）。
6.
•
1 硅基非晶态半导体薄膜
非晶态半导体薄膜材料的能带模型
非晶硅的能带结构
•
根据能带理论，要得到质量可控和
性能优良的非晶硅薄膜，需要通过改进 非晶硅薄膜的制备技术，一次来提高非
晶硅薄膜的质量，降低可能的缺陷态密
度。
•
不同制备条件下制备的非晶硅薄膜
的能带结构，特别是缺陷定域能带的结 构有较大的差异。
6.
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1 硅基非晶态半导体薄膜
非晶态半导体薄膜材料的电学特性
温差电动势率
•
所谓温差电现象是指样品两端有温差时，样品内部将形成电场。 若把样品两端相连形成回路，则在线路中将有电流通过。产生电 流的电动势称为温差电动势，单位温差所引起的电动势称为温差
电动势率。
•
和直流电导率一样，非晶态半导体的温差电动势率也具有扩展态 中的传导、带尾定域态中的传导和费米能级附近的定域态传导等 几种不同的传导机制。
•
1 硅基非晶态半导体薄膜
非晶态材料结构特性
短程有序、长程无序；使其能带结构上，不仅有导带、价带、禁带，还
有导带尾态、价带尾态和带中缺陷；在电子输运时，增加了跳跃导电机 制，造成迁移率变小，室温下电阻率高。 组成原子都是由共价键结合，形成连续的共价键无规则网络，使价电子 束缚在健内且满足最大成键数目的（8-N）规则，N为原子的价电子数； 如ɑ-Si具有四个共价键，呈现四面体结构。
6.
•
1 硅基非晶态半导体薄膜
非晶态半导体薄膜材料的能带模型
ɑ-Si:H合金薄膜能带
• •
因为存在大量的悬挂键形成缺陷，为了降低缺陷，通常以H原子 饱和非晶硅中的悬挂键，形成ɑ-Si:H H的加入使其带隙变宽（从1.5eV变为1.68eV以上）
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1 硅基非晶态半导体薄膜
非晶态半导体薄膜材料的能带模型
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•
• • •
1 硅基非晶态半导体薄膜
非晶态半导体薄膜材料的特点
可以在任意衬底上形成薄膜 容易实现大面积化，且不受形状的限制 制备工艺简单，造价低廉 具有优异的光学和电学性能，尤其是光吸收系数大
分类
硅系化合物（C、Si、Ge及其合金） • 硫系化合物（S、Se、Te及其合金） 研究最多、应用最为广泛的还是氢化非晶硅薄膜（ɑ-Si:H）、 及硅基合金薄膜（ɑ-SiC:H、ɑ-SiN:H、ɑ-SiGe:H）
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1 硅基非晶态半导体薄膜
非晶态半导体薄膜材料的能带模型
Mott-CFO模型
•
由N.F.Mott以及M.H.Cohen、H.Fritzsehe和S.R.Ovshinsky等人提出
• •
短程有序----基本能带 长程无序----定域态带尾
•
悬挂键-------带隙中间形成隙态
6.
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1 硅基非晶态半导体薄膜
非晶态半导体薄膜材料的能带模型
Mott-CFO模型
•
近邻以及次紧邻原子的位置变化，对电子态密度产生微扰，造成 能带出现带尾结构；同时，非晶硅中缺陷浓度很高，造成定域态 带尾一直延伸到能隙深处，甚至相互交叠。
•
由于带尾结构是能带边缘区域的能态受到无序势场干扰后延伸出
来的，对于价带带尾，当它被电子占据时是呈现电中性，未被电 子占据时呈现正电性而成为施主中心作用，对于导带带尾，当它 未被电子占据时呈现电中性，占据一个电子时呈现负电性起受主 中心作用。
生长机理
• •
生成物种类繁多：Si、SiH、H、H2、离化SiiHj+、SiH2、SiH3 H一方面是形成ɑ-Si:H的重要反应物，另一方面，其在薄膜的生成 过程中还要对表面进行刻蚀，通过刻蚀消除薄膜表面较弱的Si-Si
键而促成稳定的Si-Si键。
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1 硅基非晶态半导体薄膜
非晶态半导体薄膜材料的能带模型
•
6.
•
1 硅基非晶态半导体薄膜
非晶态半导体薄膜材料的制备方法
基于此的制备方法主要有辉光放电分解法（GD-CVD）、 溅射法（SP-CVD）、光-CVD等。 • 为提高沉积速率还有甚高频/超高频CVD、等离子体增强 PE-CVD、微波MW-CVD、微波电子回旋共振MW-ECRCVD等 • 制备多晶硅（poly-Si:H）及微晶硅（μc-Si:H）而采用的 热丝HF-CVD • 控制参数：
该模型中，非晶态半导体的带尾被认为很窄，并没有延伸到能隙 的内部，即带尾没有形成交叠。 由于非晶态半导体中存在大量的晶格缺陷，所以在能隙中会引入
一个缺陷定域带。
该模型中，定域带中载流子的跃迁主要依靠热激发，费米能级的 位置及其附近的缺陷态密度分布N（Ef）能够对非晶态半导体的性 能产生影响；
•
如果缺陷态密度N（Ef）较高，则少量的掺杂或者温度的变化对费 米能级的位置没有影响，说明费米能级几乎被钉扎；如果缺陷密 度N（Ef）较低，则少量的掺杂或者温度的变化对费米能级的位置 有明显的作用。
•
反应气体流量、反应室气体总量、反应室的背景真空度、衬 底温度、反应电极加载的功率、生长速度、反应时间等
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1 硅基非晶态半导体薄膜
非晶态半导体薄膜材料的制备方法
等离子体环境下硅烷（SiH4）的分解
• • • •
SiH4和稀释SiH4用的H2分解，生成激活型的原子或分子团 这些原子或分子团向衬底或反应室器壁表面扩散 在衬底表面发生吸附原子或分子团的反应，同时伴随其他气相分
（Stäble-Wronski）
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1 硅基非晶态半导体薄膜
非晶态半导体薄膜材料的电学特性
硅直流电导率（直流颠倒通常由以下四部分构成）
• • •
费米能级附近的空域态跳跃传导 带尾定域态中的跳跃传导 扩展态中的传导
•
总直流电导率表示式
•
在不同温度范围内起主要作用的导电机制不同，途中画出了非 晶态半导体导电过程中可能的logσ与1/基非晶态半导体薄膜
非晶态材料结构特性
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1 硅基非晶态半导体薄膜
非晶态半导体薄膜材料的制备方法
根据非晶态半导体材料的形成理论:不同材料有不同的形 成能力，在制备时需要不同的冷却速度。
•
对于某些形成能力大的材料可采用熔体快速冷却法制备， 例如硫系非晶材料（ɑ-As2S3、ɑ-As2Se3、ɑ-As2Te3等）其 冷却速率控制在103~104℃/s 而对于硅系半导体材料（ɑ-Si、ɑ-Ge、ɑ-C等），非晶形成 能力较差，需要更高的冷却速率（不小于105℃/s），在这 种情况下，只能依赖于真空蒸法、溅射法、辉光放电等手 段形成非晶薄膜。