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文档简介

*第五章

薄膜生长过程

薄膜材料及其性质*均匀、细小、可以运动的原子团核或者岛开始长大,岛密度增加、尺寸增大通过团聚，岛开始合并团聚的继续导致连续网络的形成沟道逐渐被填充5.1薄膜的形成与生长薄膜形成的显微过程*1、吸附过程

薄膜沉积过程中，蒸气原子与基底相遇，产生相互的吸引，这一过程称为吸附过程，吸附是薄膜形成的最初阶段。值得注意的是：吸附是一个动态过程，由于发生吸附的原子仍然具有热动能等能量，当吸附原子动能超过解除吸附所需要的能量，则会从衬底上脱离出来。

当蒸气原子接近于基底表面的若干原子直径范围时，就进入基底的表面力场—从而产生吸附。*2.成核过程薄膜的成核过程

如入射原子的动能不是很大，到达基片表面后失去法线方向上的速度而被吸附在基片表面，如（2）。

由于吸附原子仍保留着平行于基片的动能，它将沿面移动，并于其他原子一起形成原子对（3）或原子团（4）。

在表面上容易被捕获的地方（凹陷等）形成核（5）。

这个核与接连不断飞来的原子及邻近的核合并，形成稳定的核（6）。

入射原子到达基片表面后，在法线方向上仍有相当大的动能，则在基片表面作短暂停留后被反射。如（1）。

当蒸气原子到达基底表面通过吸附形成永久驻留的团聚体时，这一过程称之为成核过程。*薄膜成核的三种模式浸润性差；沉积物质原子互相键合；金属膜在非金属衬底上生长浸润性好；沉积物质原子与基底原子键合从层状模式转变为岛状模式岛状生长模式沉积分子或原子相互间的结合力远高于和衬底的结合层状生长最小稳定核的生长倾向于两维方向，沉积分子或原子相互间的结合力远低于和衬底的结合岛加层状生长模式单层结构形成以后，原子间的结合力开始增强，因而出现岛状生长倾向*3.薄膜的生长（长大）过程—四阶段（1）岛状阶段：平行基片的生长速度大于垂直方向上的速度，逐渐从圆球形核变成六面体孤立的岛。成核核生长岛状聚结沟渠孔洞连续膜薄膜生长过程（2）聚结阶段：相邻岛的合并，岛的形状呈现六面体。岛聚结后，空出的地方再次成核。由于该过程伴随着再结晶和晶粒生长，对膜层的结构和性质有着重要的作用。（3）沟渠阶段：逐渐形成网络结构，剩下宽度为5-20nm的沟渠。沟渠内再次成核、聚结与沟渠边缘结合，仅留下孔洞。（4）连续阶段：沟渠和孔洞消失，形成连续薄膜。*（111）氯化钠晶体表面银膜的生长过程成核岛状凝聚(聚结)沟道连续阶段*5.2常用光学薄膜材料1.金属薄膜材料；2.介质薄膜材料（1）氟化物（2）硫化物（3）氧化物3.特殊薄膜材料（1）红外与紫外薄膜材料（2）任意折射率薄膜材料冰晶石（Na3AlF6），氟化镁（MgF2）硫化锌（ZnS），硒化锌（ZnSe）氧化硅（SiO2），二氧化钛（TiO2），氧化锆（ZrO2

），氧化铪（HfO2）*5.3光学薄膜材料的选择1、透明波段；2

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