真空薄膜技术与薄膜材料的应用

真空薄膜技术与薄膜材料的应用及学习薄膜技术意义

——张龙 090243138

材料物理

摘要：本文要紧讲述薄膜材料的一些差不多特点和在能源，军事以及其它方面的一些应用，并列举部分应用比较广泛的薄膜材料及现今前沿的薄膜材料和薄膜技术如光学薄膜中的太阳能薄膜，眼镜镀膜，抗反射膜及其他的一些耐腐蚀薄膜和电容薄膜，并阐述学习薄膜技术的意义。

关键词：薄膜；应用；进展；意义

Abstract：This article focuses on some basic characteristics of thin film material and the application of in the energy, military and some other aspects. Then it gives part of broader application of the thin film material and the edge of the film materials and thin film technologies such as optical thin films in solar thin film, optical coating, anti reflective film and other corrosion resistant film and film capacitors. At last it gives the significance of the thin film technology and expounds.

Keywords：Thin Film； Application； Development； Meaning

引言：真空薄膜技术进展至今已有200年的历史。在一代代探究者的艰辛研究下各种材料的薄膜化差不多成为一种普遍趋势，以至于将薄膜材料及薄膜技术看成21世纪科学与技术领域的重要进展方向之一。

正文：

真空薄膜技术进展至今已有200年的历史。在19世纪能够讲一直是处于探究和预研时期。通过一代代探究者的艰辛研究，时至今日大量具有各种不同功能的薄膜得到了广泛的应用，薄膜作为一种重要的材料在材料领域占据着越来越重要的地位，各种

材料的薄膜化差不多成为一种普遍趋势。其中包括纳米薄膜、量子线、量子点等低维材料，高K值和低K值介质薄膜材料，大规模集成电路用Cu布线材料，巨磁电阻、厐磁电阻等磁致电阻薄膜材料，大禁带宽度的“硬电子学”半导体薄膜材料，发蓝光的光电半导体材料，高透明性低电阻率的透明导电材料，以金刚石薄膜为代表的各类超硬薄膜材料等。这些新型薄膜材料的出现，为探究材料在纳米尺度内的新现象、新规律，开发材料的新特性、新功能，提高超大规模集成电路的集成度，提高信息存储记录密度，扩大半导体材料的应用范围，提高电子元器件的可靠性，提高材料的耐磨抗蚀性等，提供了物质基础。以至于将薄膜材料及薄膜技术看成21世纪科学与技术领域的重要进展方向之一。

薄膜技术与薄膜材料之因此受到人们的关注，要紧基于下面几个理由：

（1）薄膜材料是典型的二维材料，即在两个尺度上较大，而在第三个尺度上专门小。

（2）作为二维材料，薄膜材料的最要紧特点是所谓尺寸特点，利用那个特点能够实现各种元器件的微型化、集成化。

（3）由于尺寸小，薄膜材料中表面和界面所占的相对比例较大，表面所表现的有关性质极为突出，存在一系列与表面界面有关的物理效应。

（4）在表面，原子周期性中断，产生的表面能级、表面态数目与表面原子数有同一量级，关于半导体等载流子少的物质将

产生较大阻碍。

（5）表面磁性原子的相邻原子数减少，引起表面原子磁矩增大。

（6）薄膜材料各向异性等等。

薄膜材料种类繁多,应用广泛,目前常用的有：超导薄膜、导电薄膜、电阻薄膜、半导体薄膜、介质薄膜、绝缘薄膜、钝化与爱护薄膜、压电薄膜、铁电薄膜、光电薄膜、磁电薄膜、磁光薄膜等。薄膜及微细加工技术的应用范围极为广泛，从大规模集成电路、电子元器件、平板显示器、信息记录与存储、MEMS、传感器、太阳能电池，到材料的表面改性等，涉及高新技术产业的各个领域。

薄膜材料的应用

薄膜技术与薄膜材料依照用途能够分为民用和军用两大类。首先我们先来介绍专门受人们注目的要紧有一下几种薄膜：

一、光学薄膜

光学薄膜是一种为改变光学零件表面光学特性而镀在光学零件表面上的一层或多层膜。能够是金属膜、介质膜或这两类膜的组合。

它可分为增透膜、高反膜、滤光膜、分光膜、偏振与消偏振膜等。

减反射膜是应用最广、产量最大的一种光学薄膜，因此，它至今仍是光学薄膜技术中重要的研究课题，研究的重点是查找新材料，设计新膜系,改进淀积工艺,使之用最少的层数，最简单、最稳定的工艺，获得尽可能高的成品率，达到最理想的效果。

其中的原理膜有两个界面就有两个矢量，每个矢量表示一个界面上的振幅反射系数。假如膜层的折射率低于基片的折射率，则在每个界面上的反射系数都为负值，这表明相位变化为180°（若反射光存在于折射率比相邻媒质更低的媒质内，则相移为180°;若该媒质的折射率高于相邻媒质的折射率，则相移为零。）

当膜层的相位厚度为90°时，即膜层的光学厚度为某一波长的四分之一时，则两个矢量的方向完全相反，合矢量便有最小值。假如矢量的模相等，则对该波长而言，两个矢量将完全抵消，因此出现了零反射率。

图一减反射膜光路图

1.镀膜眼镜

我们日常所戴的眼镜上就镀了一层光学薄膜，光线通过镜片的前后表面时，不但会产生折射，还会产生反射。这种在镜片前表面产生的反射光会使不人看戴镜者眼睛时，看到的却是镜片表面一片白光。拍照时，这种反光还会严峻阻碍戴镜者的美观。此外，眼镜片屈光力会使所视物体在戴镜者的远点形成一个清晰的像，也能够解释为所视物的光线通过镜片发生偏折并聚拢于视网膜上，形成像点，由于屈光镜片的前后表面的曲率不同，同时存在一定量的反射光，它们之间会产生内反射光。内反射光会在远点球面附近产生虚像，也确实是在视网膜的像点附近产生虚像点。这些虚像点会阻碍视物的清晰度和舒适性。眼镜镀膜后，就可在镜片表面镀上具有一定厚度和层数的光学薄膜，镀膜后的镜片，可爱护镜片表面不受腐蚀和磨损，提高透光率和清晰度。使镜片可在摄影、拍照时减少镜片反光，同时使镜片有锐目色彩。