材料合成与制备的基本途径

1、材料合成与制备的基本途径材料合成与制备的基本途径 1.基于液相基于液相固相转变的材料制备固相转变的材料制备E2.基于固相固相转变的材料制备基于固相固相转变的材料制备E3.基于气相基于气相固相转变的材料制备固相转变的材料制备1.1 从熔体制备单晶材料从熔体制备单晶材料 1.基于液相基于液相固相转变的材料制备固相转变的材料制备 基于液相固相转变的材料制备一般可分为两类： (1)是从熔体出发，通过降温固化得到固相材料，如果条件适合并且降温速率足够慢可以得到单晶体，如果采用快冷技术可以制备非晶(玻璃态)材料； (2)从溶液出发，在溶液中合成新材料或有溶液参与合成新材料，再经固化得到固相材料。 Sing

2、le crystal: atoms are in a repeating or periodic array over the entire extent of the material Polycrystalline material: comprised of many small crystals or grains. The grains have different crystallographic orientation. There exist atomic mismatch within the regions where grains meet. These regions

3、are called grain boundaries. 单晶材料单晶材料Basic Characteristic of Crystals Homogeneity Under macroscopic observation, the physics effect and chemical composition of a crystal are the same. Anisotropy Physical properties of a crystal differ according to the direction of measurement.均一性 同质性各向异性 单晶材料的制备必须排除

4、对材料性能有害的杂质原单晶材料的制备必须排除对材料性能有害的杂质原子和晶体缺陷。低杂质含量、结晶完美的单晶材料多子和晶体缺陷。低杂质含量、结晶完美的单晶材料多由熔体生长得到。由熔体生长得到。 (1)从熔体中结晶 当温度低于熔点时，晶体开始析出，也就是说，只有当熔体过冷却时晶体才能发生。如水在温度低于零摄氏度时结晶成冰；金属熔体冷却到熔点以下结晶成金属晶体。 (2)从熔体中结晶 当溶液达到过饱和时，才能析出晶体。其方式有： 1)温度降低，如岩浆期后的热桩越远离岩浆源则温度将渐次降低，各种矿物晶体陆续析出. 2)水分蒸发，如天然盐湖卤水蒸发，盐类矿物结晶出来.3)通过化学反应，生成难溶物质。Non

5、linear Optical Crystal (LiB3O5) Scintillating Crystal (HgI). Scintillating Crystal (Bi4Ge3O12) 直拉法直拉法(Czochralski 法法) 特点:所生长的晶体的质量高，速度快。 熔体置于坩埚中，一块小单晶，称为籽晶，与拉杆相连，并被置于熔体的液面处。加热器使单晶炉内的温场保证坩埚以及熔体的温度保持在材料的熔点以上，籽晶的温度在熔点以下，而液体和籽晶的固液界面处的温度恰好是材料的熔点。 随着拉杆的缓缓拉伸(典型速率约为每分钟几毫米)，熔体不断在固液界面处结晶，并保持了籽晶的结晶学取向。 为了保持熔体的

6、均匀和固液界面处温度的稳定，籽晶和坩埚通常沿相反的方向旋转(转速约为每分钟数十转).直拉法单晶生长示意图直拉法单晶生长示意图 1 1：籽晶；：籽晶；2 2：熔体；：熔体；3 3、4 4：加热器：加热器高压惰性气体高压惰性气体( (如如Ar)Ar)常被通入单常被通入单晶炉中防止污染并抑制易挥发元晶炉中防止污染并抑制易挥发元素的逃逸素的逃逸. . 坩埚下降法（定向凝固法）坩埚下降法（定向凝固法） 基本原理:使装有熔体的坩埚缓慢通过具有一定温度梯度的温场。 开始时整个物料都处于熔融状态，当坩埚下降通过熔点时，熔体结晶，随着坩埚的移动，固液界面不断沿着坩埚平移，直至熔体全部结晶。使用此方法，首先成核的

7、是几个微晶，可使用籽晶控制晶体的生长。坩埚下降法单晶生长装置和温场示意图坩埚下降法单晶生长装置和温场示意图1 1：容器；：容器；2 2：熔体；：熔体；3 3：晶体；：晶体；4 4：加热器；：加热器；5 5：下降装置；下降装置；6 6：热电偶；：热电偶；7 7：热屏：热屏 区熔法区熔法 沿坩埚的温场有一个峰值，在这个峰值附近很小的范围内温度高于材料的熔点。这样的温场由环形加热器来实现。 在多晶棒的一端放置籽晶，将籽晶附近原料熔化后，加热器向远离仔晶方向移动，熔体即在籽晶基础上结晶。加热器不断移动，将全部原料熔化、结晶，即完成晶体生长过程。水平和悬浮区熔法单晶生长示意图水平和悬浮区熔法单晶生长示意

8、图1 1：仔晶；：仔晶；2 2：晶体；：晶体；3 3：加热器；：加热器；4 4：熔体；：熔体；5 5：料棒；：料棒；6 6：料舟：料舟 悬浮区熔法不用容器，污染较小，但不易得到大尺寸晶体。 利用溶质分凝原理，区熔法还被用来提纯单晶材料，多次区熔提纯后使晶体中的杂质聚集在材料的一端而达到在材料的其他部分提纯的目的。液相外延液相外延(LPE)(LPE) 料舟中装有待沉积的熔体，移动料舟经过单晶衬底时，缓慢冷却在衬底表面成核，外延生长为单晶薄膜。在料舟中装人不同成分的熔体，可以逐层外延不同成分的单晶薄膜。选择合适的衬底，可以从熔体中得到单晶薄膜。 液相外延生长技术示意图液相外延生长技术示意图1 1：

9、热电偶；：热电偶；2 2：石墨料舟；：石墨料舟；3 3：不同组分的熔体；：不同组分的熔体；4 4：衬底：衬底 工艺简单，能够制备高纯度结晶优良的外延层，但不适合生长较薄的外延层。 1.2 从熔体制备非晶材料从熔体制备非晶材料 高温熔体处于无序的状态，如果能使熔体急速地降温，以至生长甚至成核都来不及发生就降温到原子热运动足够低的温度，这样就可以把熔体中的无序结构“冻结”保留下来，得到结构无序的固体材料，即非晶，或玻璃态材料。 主要的急冷技术：雾化法、急冷液态溅射、表面熔化和自淬火法。 雾化法是将熔融金属用气流、液体或机械方法破碎成小液滴，随后凝固成粉末。冷却速率一般为103-105Ks； 急冷液

10、态溅射是将熔融金属或合金溅射到高速旋转的具有高导热系数的辊面上，熔体在辊面上急速降温，形成2050mm 厚的非晶薄带。急冷液态溅射法制备非晶薄带示意图急冷液态溅射法制备非晶薄带示意图1 1 一铜辊；一铜辊；2 2 一加热器；一加热器；3 3 一熔体；一熔体；4 4 一非晶薄带一非晶薄带 表面熔化和自淬火法用激光束或电子束使合金表面一薄层(厚度10mm)迅速熔化，未熔化部分为冷体，使熔化层迅速凝固。冷却速率可达105108Ks。2.2.溶液法制备单晶材料溶液法制备单晶材料 基本原理：使晶体原料作为溶质，溶于合适的溶剂中，用一定的方法使溶液过饱和，从而结晶。通过放置仔晶，可以对晶体的取向进行控制。

11、2.12.1溶液变温法生长单晶溶液变温法生长单晶 饱和溶液和仔晶置于容器中，以一定的速率降低溶液温度，溶质在仔晶上析出，晶体得以长大。 溶液生长单晶的关键是消除溶液中的微晶，并精确控制温度。溶液变温法生长单晶示意图溶液变温法生长单晶示意图1 1：温度计；：温度计；2 2、3 3：固定螺丝；：固定螺丝；4 4：罩板；：罩板；5 5：导电表；：导电表；6 6、7 7、8 8：加热器；：加热器；9 9：固定：固定支架支架 低温溶液生长通常使用的溶剂是水，生长有机晶体时常用丙酮、乙醇、四氯化碳等有机溶剂。 超临界水是有效的溶剂，使用超临界水作溶剂的方法称为水热法。制备通常条件下不溶于水的物质，如水晶(

12、SiO2)、磷酸铝(AlPO4)等。 水热法制备单晶材料水热法制备单晶材料 水热法是指在特制密闭反应器中，采用原料和水溶液作为反应体系，通过将反应体系加热至临界温度(或接近临界温度)，在反应体系中产生高压环境下进行无机合成与材料制备的一种方法。 水热法的主要设备是高压釜 以生长水晶为例:将原料SiO2置于釜底，加入水作溶剂并加入助溶剂NaOH，仔晶挂在釜的上部。控制高压釜上部温度约350，底部温度约400。釜内加压至70MPa，使水进入超临界状态。釜底部SiO2 不断溶解，溶液对流至釜上部，上部温度较低，溶液成为过饱和溶液，溶质在仔晶上析出，晶体不断长大。水热法和高压釜结构示意图水热法和高压釜

13、结构示意图1 1：塞子；：塞子；2 2：闭锁螺母；：闭锁螺母；3 3：釜体；：釜体；4 4：钢环；：钢环；5 5：铜环；：铜环；6 6：钛密封垫；：钛密封垫；7 7：钛内衬；：钛内衬；8 8：仔：仔晶；晶；9 9：水溶液：水溶液2.2化学化学(共共)沉淀法沉淀法 一种或多种金属盐在溶液中发生化学反应，生成不溶的沉淀物微粉。例:将AgNO3 和NaCl的水溶液混合，发生反应生成AgCl 沉淀。实际应用中的沉淀过程非常复杂，需要调节溶液的pH 值、温度、浓度等来控制反应速度和沉淀是否完全。草酸一步共沉淀法制备草酸一步共沉淀法制备BaTiO3 2.3 溶胶凝胶（溶胶凝胶（SolGel)法材料制备法材

14、料制备 溶胶-凝胶法是采用具有高化学活性的含材料成分的液体化合物为前驱体，在液相下将这些材料均匀混合，并进行一系列的水解、缩聚反应，通过控制各种反应条件，在溶液中形成稳定透明胶体体系，溶胶经过陈化，胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂。凝胶再经过低温干燥，脱去其间溶剂而成为一种多孔空间结构的干凝胶或气凝胶，最后，经过烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。 化学特征化学特征 凝胶凝胶 前驱物前驱物应用应用胶体型胶体型Sol-Sol-GelGel过程过程调整调整pHpH值或加值或加入电解质使粒入电解质使粒子表面的电荷子表面的电荷中和，中和， 蒸发蒸发溶剂使

15、粒子形溶剂使粒子形成凝胶网络成凝胶网络1.1.密集的粒子形成凝胶网络密集的粒子形成凝胶网络2.2.凝胶中固相含量较高凝胶中固相含量较高3.3.凝胶透明，强度较弱凝胶透明，强度较弱前驱物溶液前驱物溶液( (溶溶胶胶) )是由金属是由金属 无无机化合物与添加机化合物与添加剂之间的反应形剂之间的反应形成的密集的粒子成的密集的粒子粉末、薄粉末、薄膜膜 有机聚合物有机聚合物型型Sol-GelSol-Gel过程过程前驱物的控制前驱物的控制水解和缩聚水解和缩聚1.1.由前驱物得到的无机聚合物由前驱物得到的无机聚合物构成凝胶网络构成凝胶网络 2.2.刚形成的凝胶刚形成的凝胶体积与前驱物溶液体积完全一体积与前驱

16、物溶液体积完全一样样 3.3.证明凝胶形成的参数证明凝胶形成的参数-胶胶凝时间随着过程中其它参数的凝时间随着过程中其它参数的变化变化 而变化而变化 4.4.凝胶透明凝胶透明 主要是金属烃氧主要是金属烃氧化物类化物类薄膜、块薄膜、块体、纤维、体、纤维、粉末粉末 络合物型络合物型Sol-GelSol-Gel过过程程 络合反应导致络合反应导致较大混合配合较大混合配合体的络合物的体的络合物的形成形成 1.1.由氢键连接的络合物构成凝由氢键连接的络合物构成凝胶网络胶网络 2.2.凝胶在湿气凝胶在湿气 中可能会溶解中可能会溶解 3.3.凝胶透明凝胶透明 金属醇盐、硝酸金属醇盐、硝酸盐或醋酸盐盐或醋酸盐薄膜

17、、粉薄膜、粉末、纤维末、纤维2.基于固相基于固相固相转变的材料制备固相转变的材料制备 基于固相固相转变的材料制备方法依赖于原料中原子或离子的长程扩散，所以需要在高温下才能进行，反应速度很慢。尽管如此，它仍是制备固体材料，尤其是多晶粉末和陶瓷的主要手段之一。2.1固相反应法制备粉末固相反应法制备粉末 成核总是在原料颗粒相互接触的表面发生。成核后，产物的生长是依靠扩散来进行的。 当在两反应颗粒之间所形成的产物层达到一定厚度后，进一步反应将依赖一种或几种反应物通过产物层的扩散而得以进行，这种物质的输运过程可能通过晶体晶格内部、表面、晶界、位错或裂缝进行。因此反应的进行是缓慢的。 在固相反应中，控制反

18、应速度的不仅是化学反应本身，反应体系中物质和能量的输运速率也将影响反应速度。 因为成核总是在表面发生，而相同质量的固体表面积随颗粒尺寸的减小迅速增加。因此，为了加快反应速度，需使粉粒尽量细化，或适当加压，以增加反应物接触的表面。 陶瓷成型和烧结陶瓷成型和烧结 成型是将多晶粉末原料制成所需形状的工艺过程，主要有： (1)可塑法在原料中加入一定的水和塑化剂，使之成为具有良好塑性的料团，通过手工或机械成型。 (2)注浆法把原料配制成浆料，注入模具中成型。 (3)压制法在粉料中加入一定的粘合剂，在模具中使粉料单面或双面受压成型，是陶瓷成型中最常用的方法。 成型后的陶瓷坯体是固相微粒堆积的集合。微粒之间

19、有许多孔隙，因而强度、密度较低，必须经过高温烧结才能成为致密的陶瓷。 烧结就是通过加热，使粉末微粒之间产生粘结，经过物质迁移使粉末体产生强度并导致致密化和再结晶的过程。 目的：使坯体在高温下发生一系列的物理化学反应，形成预期的矿物组成的显微结构，通过物资传递变成致密的具有一定强度和固定外形的陶瓷 (1)在烧结温度下，以总表面能的减少为驱动力，物质通过各种传质途径向微粒接触的颈部填充，使颈部逐渐扩大，微粒的接触面积增大； (2)微粒的中心相互靠近，聚集；同时细小晶粒之间形成晶界，晶界也不断扩大。 (3)坯体中原来连通的孔隙不断缩小，微粒间的气孔逐渐被分割孤立，最后大部分甚至全部气孔被排出，使坯体

20、致密化。 (4)烧结的中后期，细小的晶粒要逐渐长大。这种晶粒长大的驱动力是使表面面积和表面能降低。因此晶粒长大不是小晶粒的相互粘结，而是晶界移动，大晶粒吞并小晶粒的结果。 烧结过程直接影响到材料的晶粒尺寸及分布、气孔尺寸及分布等显微结构。 热压烧结模具对坯体施压，加速扩散传质和体积收缩。由于烧结时间短，晶粒来不及长大，细小的晶粒使热压烧结陶瓷的力学性能良好。 反应烧结过程中伴有固相反应，它的优点是无体积收缩，适合制备形状复杂，尺寸精度高的陶瓷，但致密度远不及热压法。 高压制备在合适的条件下，高温、高压能使材料转变到高密度、高原子配位数的结构。 高压制备最著名的例子是在高温、高压下由石墨到金刚石

21、的转变。在这一转变中，碳原子的配位数由石墨中的C变为金刚石中的4，密度也由2.25103kgm3 增加到3.52103kgm3。常见的烧结方法烧结方法有：热压或热等静压法、液相烧结法、反应烧结法等 烧结驱动力主要来自坯料的表面能和晶粒界面能，少量的液相起促进烧结、改善显微结构的作用。影响扩散的一些因素都会影响固相烧结，包括材料的组成、温度、气氛、显微结构和晶格缺陷等。特种陶瓷，如刚玉瓷、钛酸钡瓷等的烧结属固相烧结。 高压制备高压制备合成金刚石设备的高压顶头合成金刚石设备的高压顶头(a)(a)顶压钻顶压钻压缸式；压缸式；(b)(b)四面体压钻式；四面体压钻式；(c)(c)六面体压钻式六面体压钻式

22、13GPa、3000 在如此的高温高压下，石墨到金刚石的转变也是缓慢的，生长出的金刚石颗粒非常细小，多用作研磨料。 高压也可用来合成某些常温常压下不稳定的物质。 例如：PbSnO3 可由SnO2粉末和PbSnO4 粉末在400 、大于7GPa 的条件下反应合成。和金刚石一样，在高压下合成的PbSnO3 在常温常压下处于热力学亚稳态，但却能够长时间稳定存在。 液相烧结在烧结温度下，材料中都会或多或少的出现液相。固相在液相内有一定的溶解度，烧结通过固相的溶解和再沉淀来完成，从而使晶粒尺寸和密度增大。因为流动传质速率比扩散传质快，因而液相烧结致密化速率高，可使坯体在比固态烧结温度低得多的情况下成为致

23、密的烧结体。在煅烧阶段有较多的液相生产的烧结过程。使陶瓷致密化的驱动力来自细小固体颗粒间液相的毛细管压力； 影响烧结的因素有坯料起始粒度、烧结温度和液相相对固相的润湿能力等。一般，细颗粒有利于烧结，提高温度对致密化有利，固-液接触角愈小，对烧结愈有利。普通陶瓷、滑石瓷的烧结为液相烧结。 四四、微波烧结技术简介微波烧结技术简介 微波是指波长在1nm1m之间的电磁波，其频率为0.3300GHz. 微波可以加热有机物，加快有机反应的进行，也能加热陶瓷与无机物，它可以使无机物在短时间内急剧升温到1800，所以可用于化学合成、陶瓷连接及陶瓷的高温烧结。 材料吸收微波引起的升温主要是由于分子极化和晶格极化

24、，也就是说，在分子和晶格尺度的极化反转越容易，该材料越容易吸收微波场能而升温。 在微波加热过程中，处于微波电磁场中的陶瓷制品加热难易与材料对微波吸收能力大小有关。 当频率一定，试样对微波吸收性主要依赖介质自身的性质及场强。 影响微波加热效果的因素首先是微波加热装置的输出功率和偶合频率，其次是材料的内部本征状态。 微波加热所用频率一般限定为915MHz和2450MHz，微波装置的输出功率一般为5005000W，单模腔体的微波能量比较集中，输出功率在1000W 左右，对于多模腔体的加热装置，微波能量在较大范围内均匀分布，而则需要更高的功率。 微波烧结模式与常规烧结相比，具备以下特点： 1. 利用材

25、料介电损耗发热，只有试件处于高温而炉体为冷态，即不需元件也不需要绝热材料，结构简单，制造维修方便。 2. 快速加热烧结，如Al2O3、ZrO2在15分钟内可烧结致密。 3. 体积性加热，温场均匀，不存在热应力，有利于复杂形状大部件烧结。 4. 高效节能，微波烧结热效率可达80以上。 5. 无热源污染，有利于制备高纯陶瓷。 6. 可改进材料的微观结构和宏观性能，获得细晶高韧的结构陶瓷材料。 烧结工艺一般分为四个阶段： 低温(室温300)排除残余水分； 中温(分解氧化阶段，300950)排除结构水，有机物分解、碳和无机物的氧化，碳酸盐、硫化物的分解，晶型转变等； 高温(950烧成温度)继续氧化、分

26、解，形成新晶相和晶粒长大； 冷却阶段，冷却凝固，晶型转变。 在陶瓷制备工艺中还常常需要保温： 保温的作用是是物理化学反应更充分更完全，组织结构更趋于一致； 要求保温时间适中，不能过长，否则会使一些晶粒溶解，或过分长大发生二重结晶，影响机电性能。 一般陶瓷最高烧成温度为11501250，保温时间在1h以内；精陶素烧温度为11201250，保温23h；日用陶瓷烧成温度为12301400，保温12h；一般电瓷类产品须保温46h； 3.基于气相基于气相固相转变的材料制备固相转变的材料制备 基于气相固相转变的薄膜制备方法分为物理气相沉积和化学气相沉积两大类。v宏观观点宏观观点 薄膜的生长模薄膜的生长模式

27、取决于吸附质的式取决于吸附质的表面自由能表面自由能和和界面界面自由能自由能是否大于是否大于基基体的表面自由能体的表面自由能薄膜的制备薄膜的制备微观观点微观观点 Adatom diffusion h = exp(Eb/kT) Large scale Long time scale Temperature effects Bond energy Diffusion barrier 薄膜涂层本身不能单独作为一种材料来使用，它必须与基片结合在一起来发挥它的作用。基片类型: 玻璃基片、陶瓷基片、单晶基片、金属基片等。2 .基片的清洗基片的清洗 薄膜基片的清洗方法应根据薄膜生长方法和薄膜使用目的而定。 基

28、片清洗方法一般分为去除基片表面上物理附着的污物的清洗方法和去除化学附着的污物的清洗方法。 要使基片表面仅由基片物质构成，对于半导体基片，则需要采用反复的离子轰击和热处理方法，也可以采用真空解理法。 A: 使用洗涤剂的清洗方法 去除基片表面油脂成分等的清洗方法. 首先在煮沸的洗涤剂中将基片浸泡10min 左右，随后用流动水充分冲洗，再在乙醇中浸泡之后用干燥机快速烘干。 基片经洗涤剂清洗以后，为防止人手油脂附着在基片上，需用竹镊子等工具夹持。简便的清洗方法是将纱布用洗涤液浸透，再用纱布充分擦洗基片表面，随后如上所述对基片进行干燥处理。 B: 使用化学药品和溶剂的清洗方法 清洗半导体表面时多用强碱溶

29、液。 在用丙酮等溶液清洗时，一般多采用前面所述的清洗顺序。 另外，还可用溶剂蒸气对基片表面进行脱脂清洗，采用异丙醇溶剂能极有效地进行这种清洗。 C:超声波清洗方法 超声波清洗方法是利用超声波在液体介质中传播时产生的空穴现象对基片表面进行清洗。 针对不同的清洗目的，一般多采用溶剂、洗涤液和蒸馏水等作为液体清洗介质，或者将这些液体适当组合成液体清洗介质。 D: 离子轰击清洗方法 离子轰击清洗方法是用加速的正离子撞击基片表面，把表面上的污染物和吸附物质清除掉。这种方法被认为是一种极好的清洗方法。 该法是在抽真空至10104pa的试样制作室中，对位于基片前面的电极施加电压500-1000V，引起低能量

30、的辉光放电。 注意:高能量离子会使基片表面产生溅射，会使存在于制作室内的油蒸气发生部分分解，生成分解产物，反而使基片表面受到污染。 E: 烘烤清洗方法 如果基片具有热稳定性，则在尽量高的真空中把基片加热至300左右就会有效除去基片表面上的水分子等吸附物质。 这时在真空排气系统中最好不使用油，因为它会造成油分解产物吸附在基片表面上。各种基片的研磨方法各种基片的研磨方法研磨、抛光用磨料研磨、抛光用磨料3.基片的表面处理研磨、刻蚀基片的表面处理研磨、刻蚀 刻蚀加工可得到光洁镜面。刻蚀加工时从外部输入的能量很小，因而可认为几乎不产生加工变质层。 在制作基片中通常采用以下工艺： 为缩短镜面研磨时间，应清

31、除加工缺陷和平整凹凸不平处； 在镜面研磨过程中检查试样缺陷； 镜面研磨后进行清洁处理； 用镜面刻蚀加工和薄片刻蚀加工代替镜面研磨。 在硅片制作过程中，在研磨与抛光之间的清洁工艺中使用HF-HNO3 溶液进行刻蚀加工，几乎可以完全去除研磨中产生的加工变质层，使表面的凹凸不平得以减小。这时硅片整个表面具有呈现凸面结构的趋向，因此必须注意溶液搅拌、温度和成分的控制等，以达到均匀刻蚀加工。 研磨后，清洗待制膜的基片应使用略具有刻蚀作用的药品。如，对硅片使用浓度为百分之几的HF 溶液可去除自然氧化膜。另外为去除研磨中使用的粘接剂等有机材料层，可采用具有强氧化性的H2SO4-H2O2 溶液。 薄膜生长方法

32、薄膜生长方法 Methods of Thin Film Growth物理气相沉积物理气相沉积 化学气相沉积化学气相沉积 物理气相沉积(PVD)指的是利用某种物理的过程，如物质的热蒸发或在受到粒子束轰击时物质表面原子的溅射等现象，实现物质从源物质到薄膜的可控的原子转移过程。 物理气相沉积（PVD）方法作为一类常规的薄膜制备手段被广泛的应用于薄膜材料的制备。其基本过程包括： 1）气相物质的产生 2）气相物质的输运 3）气相物质的沉积。蒸发 溅射高真空凝聚 常用的方法包括蒸镀、电子束蒸镀、溅射等。代表性技术：蒸发镀膜、溅射镀膜、电弧离子镀膜、离子束辅助沉积、脉冲激光沉积、离子束沉积、团簇沉积等。 技

33、术特点：沉积温度低、工作气压比较低蒸镀蒸镀 电子束蒸镀电子束蒸镀 溅射溅射化学气相沉积化学气相沉积 利用气态原材料(经加热、等离子激励或光辐等方法 形成气态)在反应室内相互间发生化学反应形成新的物相，然后沉积到基片表面上得到新材料的方法称之为化学气相沉积法。 本质上CVD 是一种材料的合成过程，气相原子或分子被输运到衬底表面附近，在衬底表面发生化学反应，生成与原料化学成分截然不同的薄膜。 CVD技术可按照沉积温度、反应器内的压力、反应器壁的温度和淀积反应的激活方式进行分类。 (1)按沉积温度，可分为低温(200-500)、中温(500-1000)和高温(1000-1300) CVD； (2)按反应器内的压力，可分为常压CVD和低压CVD； (3)按反应器壁的温度可分为热壁方式和冷壁方式CVD； (4)按反应激活方式，可分为热激活和等离子体激活CVD等。 化学气相沉积的基本原理是建立在化学反应的基础上，习惯上把反应物是气体而生成物之一是固体的反应称为反应。通常认为有以下几种类型的 反应热分解反应 AB(g)