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第一章 单晶材料的制备 1

第一节 固相-固相平衡的晶体生长 2

1.1 形变再结晶理论 2

1.1.1 再结晶驱动力 2

1.1.2 晶粒长大 3

1.2 应变退火及工艺设备 6

1.2.1 应变退火 6

1.2.2 用应变退火法生长特殊晶体 7

1.3 利用烧结生长 11

第二节 单组分液相-固相平衡的晶体生长 11

2.1 晶体生长的理论基础 12

2.1.1 相变驱动力 12

2.1.2 非均匀形核 15

2.1.3 晶体的平衡形状 26

2.1.4 温场和热量传输(直拉法生长) 28

2.2 定向凝固法 36

2.2.1 设备 37

2.2.2 特殊晶体的生长 38

2.2.3 单晶高温合金 41

2.3 提拉法 42

2.3.1 设备 44

2.3.2 晶体生长的一般原则 45

2.3.3 用提拉法生长半导体晶体 47

2.4 区域熔化技术 50

第二章 薄膜的制备 54

第一节 真空蒸镀 54

1.1 蒸发过程 54

1.2.1 蒸发源的组成 56

1.2 蒸发源 56

1.2.2 蒸发源的加热方式 57

1.3 合金、化合物等物质的蒸镀方法 60

1.3.1 合金的蒸镀--闪蒸蒸镀法和双蒸发源蒸镀法 61

1.3.2 化合物的蒸镀方法 62

第二节 溅射成膜 64

2.1 溅射的基本原理 65

2.1.1 气体放电理论 65

2.1.2 辉光放电 68

2.1.3 辉光放电阴极位降区的分析 70

2.1.4 溅射机制 74

2.1.5 溅射率及其影响因素 75

2.2.1 直流溅射 78

2.2 溅射设备 78

2.2.2 高频溅射 79

2.2.3 磁控溅射 81

2.2.4 反应溅射 83

2.2.5 离子镀 84

第三节 化学气相沉积(CVD) 85

3.7 CVD原理 85

3.1.1 以热分解反应制备薄膜材料 85

3.1.2 以氢还原反应制备薄膜材料 86

3.1.3 氧化反应制备氧化物薄膜 86

3.1.4 运用化学反应制备化合物覆盖层反应 86

3.1.5 物理激励反应过程 87

3.2 影响CVD的参数 87

3.2.1 反应体系成分 87

3.2.2 气体的组成 88

3.2.3 压力 89

3.2.4 温度 89

3.3 CVD设备 89

3.3.1 气相反应室 89

3.3.2 加热方法 90

3.3.3 气体控制系统 90

3.3.4 排气处理系统 91

第三章 非晶态材料及其制备 92

第一节 非晶态材料的基本概念 92

1.1 有序态和无序态 92

1.2 非晶态材料的分类 92

第二节 非晶态固体的形成 93

2.1.1 成核速率 94

2.1 非晶态固体形成的动力学理论 94

2.1.2 晶体生长速率 95

2.1.3 熔体形成非晶态固体所需冷却速率的估计 95

2.2 非晶态固体形成的结构化学理论 98

2.2.1 键性 98

2.2.2 键强 99

2.2.3 分子的几何结构 99

2.3 金属玻璃的形成与稳定性 102

2.3.1 合金化反应 104

2.3.2 尺寸效应 105

2.3.3 位形熵 106

第三节 金属玻璃的晶化过程 106

3.1 等温结晶转变 107

3.1.1 J-M-A方程表达的等温转变分数X与等温退火时间t的关系 107

3.1.3 等温转变速率 109

3.1.2 速率常数KT与温度和弛豫时间的关系 109

3.1.4 Kissinger方程和“自动催化”方程表达的转变分数x与等温退火时间t的关系 110

3.1.5 等温转变时间与温度的关系 110

3.2 变温结晶转变 110

3.2.1 把J-M-A方程应用于变温转变的条件 111

3.2.2 变温条件下的J-M-A方程的应用 111

3.2.3 利用多种扫描速率的分析技术来测定？ 113

第四节 金属玻璃的制备原理及方法 113

4.1 制备原理 114

4.1.1 急冷喷铸 114

4.1.2 自由喷纺 116

4.2 制备方法 117

4.2.1 气相沉积法 117

4.2.2 液体急冷法 119

第五节 非晶态半导体 121

5.1 非晶态半导体的电子理论 123

5.1.1 非晶态半导体的能带模型 123

5.1.2 带尾定域态 125

5.2 非晶半导体的光学性质 128

5.2.1 光吸收 128

5.2.2 光电导 130

5.2.3 光致发光 131

5.3 非晶硅太阳能电池与光电导器件 133

5.3.1 非晶硅太阳能电池 133

5.3.2 非晶硫系半导体太阳能电池 135

5.3.3 非晶半导体光电导器件 137

参考文献 140