薄膜技术第三章：薄膜的形成结构和缺陷
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成核速率 若将E1作为能量基准，则
3-2 核形成与生长
成核速率
令
， 可以得到转变温度T 1 ， 可以得到转变温度 T 2
3-2 核形成与生长
☞两种成核理论的比较 a.理论依据的基本概念相同，得到的成核速率公式的 形式相同； b.采用的能量不同：热力学界面能理论用自由能，原子 理论用结合能； c.微观结构模型不同：热力学界面能理论采用简单理想 化几何构型（能量连续变化），原子理论采用原子团 模型（能量非连续）； d.热力学界面能理论适用于大的临界核，原子理论适用 于很小的临界核； e.两种理论都能正确给出成核速率和临界核、基片温度 和基片性质的关系。
3-2 核形成与生长
核形成与生长的物理过程描述
成核：新相生成的初期阶段，包括：核的形成与成 核速率问题。 临界核：从相变热力学观点看，新相核（原子团）存 在一个临界尺寸，称为临界核。比临界核尺寸大的核原 子团是稳定的；比临界核尺寸小的原子是不稳定的。 薄膜形成过程： 类液相 气相 小于临界核尺 寸的原子团 （表面相） 大于临界核尺 寸的原子团 （固相）
薄膜的形成是由成核开始的。
3-2 核形成与生长
薄膜形核生长的三种模式
3-2 核形成与生长
岛状生长模式
3-2 核形成与生长
单层生长模式
3-2 核形成与生长
2、核形成与生长的物理过程描述
3-2 核形成与生长
3、核形成理论 解决问题：核的形成条件和生长速率
成核理论不断发展，出现了若干种成核理论。 归纳起来，基本上是两种理论：
3-2 核形成与生长
☞临界核热力学描述 在液体中形成固相核，总自由能变化为： G GV G s G v V S 体积自由能
表面积
表面自由能 单位体积 固相体积 单位表面 自由能 自由能 上式就是相变热力学 的基本公式。 假设在基片表面上 形成的核是球帽形
无法给出临界核大小的解析式。
3-2 核形成与生长
☞原子聚集理论（统计理论）
3-2 核形成与生长
☞原子聚集理论（统计理论） 温度T 1、 T2和T3称为转变温度或临界温度转变温度 或临界温度，有如下计算公式：
原子团结构也与吸附能和结合能有关。如4原子团 有平面结构和四面体结构： 平面结构：吸附能为4 E d ，结合能为5 E 2 四面体结构：吸附能为3 E d ，结合能为6E 2 只有 时，才能形成四面体结构。
吸附位置 滞留时间
3-1 凝结过程
☞凝结过程 吸附原子的捕获面积 S D 每个吸附原子的捕获面积： 式中， n o是吸附位置密度， N是吸附原子在滞 留时间内的迁移距离。 总捕获面积：
捕获区内的吸附原子凝结，非捕获区吸附原子可以 蒸发，也可以成核。
3-1 凝结过程
吸附原子的捕获面积 SΣ 讨论： 当 时，每个吸附原子的捕获面积内只有一个原 子，故不能形成原子对，也不能产生凝结。 当 时，发生部分凝结。平均每个吸附原子的 捕获面积内有一个或两个吸附原子，可形成原子对或 三原子团。在滞留时间内，一部分吸附原子有可能重 新蒸发掉。 当 时，每个吸附原子的捕获面积内至少有两个 吸附原子。可形成原子对或更大的原子团，从而达到 完全凝结。
☞薄膜形成过程描述: 岛生长的条件 岛的形成可以用热力学变 量描述：表面自由能。
岛的形成又可以用另一热力 学变量描述：吸附能。 界面结合能（粘附功）是指原子团（核）吸附前后体系 总的自由能变化，即Ecom
3-3薄膜形成过程与生长模式
岛生长的条件
当
时，
有 三维生长判据
晶格失配能是指单位面积界面晶格失配产生的能量变化。
☞临界核、稳定核与薄膜形成 a. 在一定条件下系统达到平衡，小原子团的数目不变。在基 片上不能形成稳定的薄膜（淀积一停止，它们将消失）。 b. 要形成稳定薄膜，必须在薄膜表面形成稳定核，即稳定核 一旦产生，一般来说就不在分解。 稳定核大小不一，所含原子数目各有不同；其中必然 有最小稳定核。 比最小稳定核再小一点，或者说再少一个原子，原 子团就变为不稳定，这种刚刚偏离稳定核的原子团成为 临界核。
* i
其中， Z是Zeldovich修正系数。
3-2 核形成与生长
☞成核速率 临界核面密度：
临界核捕获范围： 原子向临界核运动的总速率：
3-2 核形成与生长
3.2 原子聚集理论（统计理论） 问题提出 热力学界面能理论的两个假设：一是认为核尺寸变 化时，其形状不变；二是认为核的表面自由能和体积 自由能与块体材料相同。 显然，此假设只适用于比较大的核（大于100个以 上的原子）。
3-2 核形成与生长
☞临界核热力学描述 表面自由能： 体积自由能： 总的自由能变化：
临界核半径：
3-2 核形成与生长
☞临界核热力学描述 临界核问题讨论： a.自由能变化与角θ的关系
b.体积自由能与过饱和度的关系
c.临界核半径与角θ的关系 临界核半径与角θ无关 d.临界核半径与过饱和度的关系
3-2 核形成与生长
a. 热力学界面能理论（毛细管现象理论、微滴理论）； b. 原子聚集理论（统计理论） 3.1 热力学界面能理论 认为薄膜形成过程是由气相到吸附相、再到固相的 相变过程，其中从吸附相到固相的转变是在基片表面 上进行的。
3-2 核形成与生长
热力学界面能理论
该理论将气相在固体表面上凝结成微液滴的核形成理 论应用到薄膜形成过程的核形成问题研究。 相变热力学基本概念 物相与相变 凡是自发的相变，都 应该伴随着体系自由 能的降低（自由能的 变化为负值）。
3-1 凝结过程
☞凝结过程 吸附原子的捕获面积 SΣ 薄膜制备时， 要达到完全凝结 的工艺设计原： 提高淀积速率 降低基片温度 选用吸附能大 的基片
3-1 凝结过程
凝结过程的物理参数 凝结系数 单位时间内，完全凝结的气相原子数与入射 到基片表面上的总原子数之比。 粘附系数 单位时间内，再凝结的气相原子数与入射 到基片表面上的总原子数之比。
吸附原子表面扩散示意图
3-1 凝结过程
平均表面扩散时间τD 吸附原子在吸附位置上的停留时间称为平均表面 扩散时间，用τD表示：
式中， τ o ′是表面原子沿表面水平方向振动周期， τ o ′ ＝τ o
平均表面扩散距离 x （设a o 为相邻吸附位置间距）
3-1 凝结过程
3、凝结过程 凝结过程是指吸附原子在基体表面形成原子对 吸附能 及其后续过程。J（个/（cm2 .s）） 表面扩散能 吸附原子面密度 表面滞 留时间 吸附原子扩散迁移频率 吸附原子在滞留时间内迁移距离
微电0801-0803 专业选修课
主要讲授内容
第1章 薄膜技术简介 第2章 真空技术基础 第3章 薄膜生长与薄膜结构 第4章 薄膜制备的基本工艺 真空蒸镀 离子束沉积 溅射镀膜 化学气相沉积 第5章薄膜材料的评价表证及物性测量 第6章 薄膜材料的应用
表征、性质 和应用 薄膜制备方法的原理介绍 ， 典型薄膜材料的制备工艺介绍 What’s the thin films? 真空的表征及获得 薄膜的形核、生长理论 ， 薄膜的形成与典型成长机制
3-2 核形成与生长
成核速率 成核速率与临界核面密度、临界核捕获范围和吸附 原子向临界核扩散的总速率有关。
由统计理论可得到临界核密度：
式中，n 0和n1分别为基片表面上的吸附点密度和吸 附单原子密度， i为临界核中的原子数目， Ei是临界核的 结合能， E1是单原子吸附状态下的势能。
3-2 核形成与生长
3-2 核形成与生长
☞原子聚集理论（统计理论） 为了克服理论上的困难，1924年Frenkel提出了成核 理论原子模型，并不断发展。 原子聚集理论的基本内容 原子聚集理论将核（原子团）看作一个大分子，用 其内部原子之间的结合能或与基片表面原子之间的结 合能代替热力学理论中的自由能。
临界核 当临界核尺寸减小时，结合能出现不连续性、以及 几何形状不能保持不变。
3-3薄膜形成过程与生长模式
薄膜形成过程是指 形成稳定核之后的过程。
薄膜生长模式是指 薄膜形成的宏观形式。
3-3薄膜形成过程与生长模式
☞薄膜形成过程描述: 1. 单体吸附； 2. 形成小原子团（胚芽）； 3. 形成临界核（开始成核）； 4. 临界核捕获原子，开始长大； 5. 临界核长大的同时，在非捕获区，单体逐渐形成临界核； 6. 稳定核长大，彼此连接形成小岛，新面积形成； 7. 新面积吸附单体，发生“二次”成核； 8. 小岛结合形成大岛，大岛长大并相互结合，有产生新面积， 并发生“二次”、“三次”成核； 9. 形成沟道和带有孔洞的薄膜； 10.沟道填平，封孔，形成连续薄膜。
3-3薄膜形成过程与生长模式
☞薄膜形成过程描述: 薄膜形成可划分为四个阶段： 岛状阶段 成核 结合 沟道 连续
岛的演变特点:
������ 可观察到的最小核尺寸：2-3nm； ������ 核进一步长大变成小岛，横向生长速度大于纵向生 长速度； ������ 形状：球帽形——圆形——多面体
3-3薄膜形成过程与生长模式
3-1 凝结过程
吸附过程的能量关系
Qp物理吸附热； Qc化学吸附热； Ed(a)激活能（解吸能）
吸附的位能曲线
百度文库
3-1 凝结过程
气体分子与固体表面相互作用的一般模式
3-1 凝结过程
入射原子的滞留时间τa
式中， τ0是单层原子的振动周期：
3-1 凝结过程
2、表面扩散过程 吸附原子的表面扩散是凝结的必要条件 原子扩散——形成原子对——凝聚 表面扩散势垒 1 1 ED ~ Ed 吸附能 2 6 表面扩散能
3-1 凝结过程
入射原子与基片作用 ������ 与基片原子进行能量交换被吸附； ������ 能量较大的吸附原子解吸附（二次 蒸发）； ������ 不与基片原子进行能量交换，被基 片表面反射。
3-1 凝结过程
表面自由能 与固体内部相比，固体表面的特殊状态使其具 有一种过量的能量，成为表面自由能，固体表 面吸附气相原子后可使其自由能减少，变得 更加稳定。伴随吸附现象发生而释放的一定能 量成为吸附能。将吸附在固体表面上的气相原 子除掉称为解吸，需要的能量叫解吸能。
3-1 凝结过程
热适应系数 表征入射气相（或分子）与基体表面碰撞时相互交 换能量的程度的物理量成为热适应系数。
式中 、 和 分别表示入射气相原子、再蒸发原子和基体 温度。 完全适应 不完全适应 完全不适应
3-2 核形成与生长
1、 薄膜形成与生长的三种模式 岛状生长模式（Volmer-Weber模式） 层状生长模式（Frank-Vander Merwe模式） 层岛混合模式（Stranski-Krastanov模式） 大多数薄膜形成与生长过程都属于第一种模式，即在基 片表面上吸附的气相原子凝结之后，首先形成晶核，核不 断吸附气相原子形成小岛，岛吸附气相原子形成薄膜。
3-2 核形成与生长
☞成核速率 成核速率是形成稳定核的速率或临界核长大的速 率；定义为单位时间内在基片表面单位面积上形成稳 定核的数量。 临界核长大有两个途径：一是入射的气相原子直 接与临界核碰撞结合；另一个是吸附原子在基片表面 上扩散迁移时另一个是吸附原子在基片表面上扩散迁 移时的碰撞结合。 成核速率(I)与临界核面密度n 、临界核捕获范围A 和吸附原子向临界核扩散的总速率V有关:
第3章 第一部分 薄膜的形成
不同制备方法，其薄膜的形成机制不同，但存在 共性问题。 本章以真空蒸发制备薄膜为例，讨论薄膜形成问题。
凝结过程 核形成与生长
薄膜形成过程与生长模式
溅射薄膜的形成过程
3-1 凝结过程
薄膜形成分为：1、吸附、表面扩散与凝结过程，2、 核形成与生长过程，3、岛形成与结合生长过程。 1、吸附过程 基本概念 ������ 表面悬挂键：不饱和的化学键。 ������ 吸附：入射到基片表面的气相原子被悬挂键吸引，束 缚在表面的现象。 ������ 物理吸附：由原子电偶极矩间的范德华力引起的吸附。 ������ 化学吸附：由化学键结合力引起的吸附。
3-3薄膜形成过程与生长模式
☞薄膜形成过程描述: 岛生长的条件 总的吸附能为： 式中， S是原子团（核）投影面积。由此可 导出另一形式判据。 联并阶段 相邻小岛联并成大岛，接触面积减小，自由能下降。
3-2 核形成与生长
成核速率
令
， 可以得到转变温度T 1 ， 可以得到转变温度 T 2
3-2 核形成与生长
☞两种成核理论的比较 a.理论依据的基本概念相同，得到的成核速率公式的 形式相同； b.采用的能量不同：热力学界面能理论用自由能，原子 理论用结合能； c.微观结构模型不同：热力学界面能理论采用简单理想 化几何构型（能量连续变化），原子理论采用原子团 模型（能量非连续）； d.热力学界面能理论适用于大的临界核，原子理论适用 于很小的临界核； e.两种理论都能正确给出成核速率和临界核、基片温度 和基片性质的关系。
3-2 核形成与生长
核形成与生长的物理过程描述
成核：新相生成的初期阶段，包括：核的形成与成 核速率问题。 临界核：从相变热力学观点看，新相核（原子团）存 在一个临界尺寸，称为临界核。比临界核尺寸大的核原 子团是稳定的；比临界核尺寸小的原子是不稳定的。 薄膜形成过程： 类液相 气相 小于临界核尺 寸的原子团 （表面相） 大于临界核尺 寸的原子团 （固相）
薄膜的形成是由成核开始的。
3-2 核形成与生长
薄膜形核生长的三种模式
3-2 核形成与生长
岛状生长模式
3-2 核形成与生长
单层生长模式
3-2 核形成与生长
2、核形成与生长的物理过程描述
3-2 核形成与生长
3、核形成理论 解决问题：核的形成条件和生长速率
成核理论不断发展，出现了若干种成核理论。 归纳起来，基本上是两种理论：
3-2 核形成与生长
☞临界核热力学描述 在液体中形成固相核，总自由能变化为： G GV G s G v V S 体积自由能
表面积
表面自由能 单位体积 固相体积 单位表面 自由能 自由能 上式就是相变热力学 的基本公式。 假设在基片表面上 形成的核是球帽形
无法给出临界核大小的解析式。
3-2 核形成与生长
☞原子聚集理论（统计理论）
3-2 核形成与生长
☞原子聚集理论（统计理论） 温度T 1、 T2和T3称为转变温度或临界温度转变温度 或临界温度，有如下计算公式：
原子团结构也与吸附能和结合能有关。如4原子团 有平面结构和四面体结构： 平面结构：吸附能为4 E d ，结合能为5 E 2 四面体结构：吸附能为3 E d ，结合能为6E 2 只有 时，才能形成四面体结构。
吸附位置 滞留时间
3-1 凝结过程
☞凝结过程 吸附原子的捕获面积 S D 每个吸附原子的捕获面积： 式中， n o是吸附位置密度， N是吸附原子在滞 留时间内的迁移距离。 总捕获面积：
捕获区内的吸附原子凝结，非捕获区吸附原子可以 蒸发，也可以成核。
3-1 凝结过程
吸附原子的捕获面积 SΣ 讨论： 当 时，每个吸附原子的捕获面积内只有一个原 子，故不能形成原子对，也不能产生凝结。 当 时，发生部分凝结。平均每个吸附原子的 捕获面积内有一个或两个吸附原子，可形成原子对或 三原子团。在滞留时间内，一部分吸附原子有可能重 新蒸发掉。 当 时，每个吸附原子的捕获面积内至少有两个 吸附原子。可形成原子对或更大的原子团，从而达到 完全凝结。
☞薄膜形成过程描述: 岛生长的条件 岛的形成可以用热力学变 量描述：表面自由能。
岛的形成又可以用另一热力 学变量描述：吸附能。 界面结合能（粘附功）是指原子团（核）吸附前后体系 总的自由能变化，即Ecom
3-3薄膜形成过程与生长模式
岛生长的条件
当
时，
有 三维生长判据
晶格失配能是指单位面积界面晶格失配产生的能量变化。
☞临界核、稳定核与薄膜形成 a. 在一定条件下系统达到平衡，小原子团的数目不变。在基 片上不能形成稳定的薄膜（淀积一停止，它们将消失）。 b. 要形成稳定薄膜，必须在薄膜表面形成稳定核，即稳定核 一旦产生，一般来说就不在分解。 稳定核大小不一，所含原子数目各有不同；其中必然 有最小稳定核。 比最小稳定核再小一点，或者说再少一个原子，原 子团就变为不稳定，这种刚刚偏离稳定核的原子团成为 临界核。
* i
其中， Z是Zeldovich修正系数。
3-2 核形成与生长
☞成核速率 临界核面密度：
临界核捕获范围： 原子向临界核运动的总速率：
3-2 核形成与生长
3.2 原子聚集理论（统计理论） 问题提出 热力学界面能理论的两个假设：一是认为核尺寸变 化时，其形状不变；二是认为核的表面自由能和体积 自由能与块体材料相同。 显然，此假设只适用于比较大的核（大于100个以 上的原子）。
3-2 核形成与生长
☞临界核热力学描述 表面自由能： 体积自由能： 总的自由能变化：
临界核半径：
3-2 核形成与生长
☞临界核热力学描述 临界核问题讨论： a.自由能变化与角θ的关系
b.体积自由能与过饱和度的关系
c.临界核半径与角θ的关系 临界核半径与角θ无关 d.临界核半径与过饱和度的关系
3-2 核形成与生长
a. 热力学界面能理论（毛细管现象理论、微滴理论）； b. 原子聚集理论（统计理论） 3.1 热力学界面能理论 认为薄膜形成过程是由气相到吸附相、再到固相的 相变过程，其中从吸附相到固相的转变是在基片表面 上进行的。
3-2 核形成与生长
热力学界面能理论
该理论将气相在固体表面上凝结成微液滴的核形成理 论应用到薄膜形成过程的核形成问题研究。 相变热力学基本概念 物相与相变 凡是自发的相变，都 应该伴随着体系自由 能的降低（自由能的 变化为负值）。
3-1 凝结过程
☞凝结过程 吸附原子的捕获面积 SΣ 薄膜制备时， 要达到完全凝结 的工艺设计原： 提高淀积速率 降低基片温度 选用吸附能大 的基片
3-1 凝结过程
凝结过程的物理参数 凝结系数 单位时间内，完全凝结的气相原子数与入射 到基片表面上的总原子数之比。 粘附系数 单位时间内，再凝结的气相原子数与入射 到基片表面上的总原子数之比。
吸附原子表面扩散示意图
3-1 凝结过程
平均表面扩散时间τD 吸附原子在吸附位置上的停留时间称为平均表面 扩散时间，用τD表示：
式中， τ o ′是表面原子沿表面水平方向振动周期， τ o ′ ＝τ o
平均表面扩散距离 x （设a o 为相邻吸附位置间距）
3-1 凝结过程
3、凝结过程 凝结过程是指吸附原子在基体表面形成原子对 吸附能 及其后续过程。J（个/（cm2 .s）） 表面扩散能 吸附原子面密度 表面滞 留时间 吸附原子扩散迁移频率 吸附原子在滞留时间内迁移距离
微电0801-0803 专业选修课
主要讲授内容
第1章 薄膜技术简介 第2章 真空技术基础 第3章 薄膜生长与薄膜结构 第4章 薄膜制备的基本工艺 真空蒸镀 离子束沉积 溅射镀膜 化学气相沉积 第5章薄膜材料的评价表证及物性测量 第6章 薄膜材料的应用
表征、性质 和应用 薄膜制备方法的原理介绍 ， 典型薄膜材料的制备工艺介绍 What’s the thin films? 真空的表征及获得 薄膜的形核、生长理论 ， 薄膜的形成与典型成长机制
3-2 核形成与生长
成核速率 成核速率与临界核面密度、临界核捕获范围和吸附 原子向临界核扩散的总速率有关。
由统计理论可得到临界核密度：
式中，n 0和n1分别为基片表面上的吸附点密度和吸 附单原子密度， i为临界核中的原子数目， Ei是临界核的 结合能， E1是单原子吸附状态下的势能。
3-2 核形成与生长
3-2 核形成与生长
☞原子聚集理论（统计理论） 为了克服理论上的困难，1924年Frenkel提出了成核 理论原子模型，并不断发展。 原子聚集理论的基本内容 原子聚集理论将核（原子团）看作一个大分子，用 其内部原子之间的结合能或与基片表面原子之间的结 合能代替热力学理论中的自由能。
临界核 当临界核尺寸减小时，结合能出现不连续性、以及 几何形状不能保持不变。
3-3薄膜形成过程与生长模式
薄膜形成过程是指 形成稳定核之后的过程。
薄膜生长模式是指 薄膜形成的宏观形式。
3-3薄膜形成过程与生长模式
☞薄膜形成过程描述: 1. 单体吸附； 2. 形成小原子团（胚芽）； 3. 形成临界核（开始成核）； 4. 临界核捕获原子，开始长大； 5. 临界核长大的同时，在非捕获区，单体逐渐形成临界核； 6. 稳定核长大，彼此连接形成小岛，新面积形成； 7. 新面积吸附单体，发生“二次”成核； 8. 小岛结合形成大岛，大岛长大并相互结合，有产生新面积， 并发生“二次”、“三次”成核； 9. 形成沟道和带有孔洞的薄膜； 10.沟道填平，封孔，形成连续薄膜。
3-3薄膜形成过程与生长模式
☞薄膜形成过程描述: 薄膜形成可划分为四个阶段： 岛状阶段 成核 结合 沟道 连续
岛的演变特点:
������ 可观察到的最小核尺寸：2-3nm； ������ 核进一步长大变成小岛，横向生长速度大于纵向生 长速度； ������ 形状：球帽形——圆形——多面体
3-3薄膜形成过程与生长模式
3-1 凝结过程
吸附过程的能量关系
Qp物理吸附热； Qc化学吸附热； Ed(a)激活能（解吸能）
吸附的位能曲线
百度文库
3-1 凝结过程
气体分子与固体表面相互作用的一般模式
3-1 凝结过程
入射原子的滞留时间τa
式中， τ0是单层原子的振动周期：
3-1 凝结过程
2、表面扩散过程 吸附原子的表面扩散是凝结的必要条件 原子扩散——形成原子对——凝聚 表面扩散势垒 1 1 ED ~ Ed 吸附能 2 6 表面扩散能
3-1 凝结过程
入射原子与基片作用 ������ 与基片原子进行能量交换被吸附； ������ 能量较大的吸附原子解吸附（二次 蒸发）； ������ 不与基片原子进行能量交换，被基 片表面反射。
3-1 凝结过程
表面自由能 与固体内部相比，固体表面的特殊状态使其具 有一种过量的能量，成为表面自由能，固体表 面吸附气相原子后可使其自由能减少，变得 更加稳定。伴随吸附现象发生而释放的一定能 量成为吸附能。将吸附在固体表面上的气相原 子除掉称为解吸，需要的能量叫解吸能。
3-1 凝结过程
热适应系数 表征入射气相（或分子）与基体表面碰撞时相互交 换能量的程度的物理量成为热适应系数。
式中 、 和 分别表示入射气相原子、再蒸发原子和基体 温度。 完全适应 不完全适应 完全不适应
3-2 核形成与生长
1、 薄膜形成与生长的三种模式 岛状生长模式（Volmer-Weber模式） 层状生长模式（Frank-Vander Merwe模式） 层岛混合模式（Stranski-Krastanov模式） 大多数薄膜形成与生长过程都属于第一种模式，即在基 片表面上吸附的气相原子凝结之后，首先形成晶核，核不 断吸附气相原子形成小岛，岛吸附气相原子形成薄膜。
3-2 核形成与生长
☞成核速率 成核速率是形成稳定核的速率或临界核长大的速 率；定义为单位时间内在基片表面单位面积上形成稳 定核的数量。 临界核长大有两个途径：一是入射的气相原子直 接与临界核碰撞结合；另一个是吸附原子在基片表面 上扩散迁移时另一个是吸附原子在基片表面上扩散迁 移时的碰撞结合。 成核速率(I)与临界核面密度n 、临界核捕获范围A 和吸附原子向临界核扩散的总速率V有关:
第3章 第一部分 薄膜的形成
不同制备方法，其薄膜的形成机制不同，但存在 共性问题。 本章以真空蒸发制备薄膜为例，讨论薄膜形成问题。
凝结过程 核形成与生长
薄膜形成过程与生长模式
溅射薄膜的形成过程
3-1 凝结过程
薄膜形成分为：1、吸附、表面扩散与凝结过程，2、 核形成与生长过程，3、岛形成与结合生长过程。 1、吸附过程 基本概念 ������ 表面悬挂键：不饱和的化学键。 ������ 吸附：入射到基片表面的气相原子被悬挂键吸引，束 缚在表面的现象。 ������ 物理吸附：由原子电偶极矩间的范德华力引起的吸附。 ������ 化学吸附：由化学键结合力引起的吸附。
3-3薄膜形成过程与生长模式
☞薄膜形成过程描述: 岛生长的条件 总的吸附能为： 式中， S是原子团（核）投影面积。由此可 导出另一形式判据。 联并阶段 相邻小岛联并成大岛，接触面积减小，自由能下降。