第一篇 材料表面薄膜技术概论 2
第一章 薄膜制作技术 2
第一节 物理气相沉积法 2
二、溅射 15
三、离子镀 27
一、真空蒸镀 34
第二节 化学气相沉积法 34
一、热分解反应 36
二、化学合成反应 39
三、化学输运反应 40
第三节 薄膜制作的新技术 46
第一节 气体在固体表面的吸附 62
第二章 薄膜形成的机理 62
第二节 固体表面的结构和表面徙动 68
一、晶体表面的结构 68
二、表面徙动(surface migration) 73
第三节 薄膜形成的类型及观察 75
一、薄膜形成的三种类型 75
二、薄膜的两种观察方法 77
第四节 薄膜的形核理论 86
一、薄膜形核的唯象理论 87
二、薄膜形核的原子理论 94
第五节 薄膜的核长大的理论 113
一、原子作随机游动的模型 114
二、二维气体扩散模型 117
三、单层生长 120
第六节 薄膜的结构 124
一、组织结构 124
二、晶体结构 128
第七节 薄膜中的缺陷 130
一、点缺陷 130
二、位错 133
三、堆垛层错 135
四、晶界 136
五、其它缺陷 138
第三章 薄膜制作的相关技术 142
第一节 膜厚的分类 142
第二节 膜厚的测量方法 144
一、形状膜厚dT的测量法 145
二、质量膜厚dM的测量法 150
三、物性膜厚dP的测量法 156
第三节 基片材料 161
一、金属 162
二、玻璃 162
三、陶瓷 164
四、塑料 165
第四节 基片的清洗 167
一、化学清洗法 167
二、超声波清洗法 171
三、离子轰击和真空烘烤 174
四、干燥法 176
一、自持膜及其密度 181
第一节 薄膜的弹性性质 181
第二篇 薄膜的性质 181
第四章 薄膜的力学性质及其测试 181
二、薄膜的弹性常数 183
三、薄膜的内摩擦 187
第二节 附着 190
一、附着现象 190
二、附着力 191
三、附着力的测定方法 192
四、附着力的测定结果 201
五、附着机理与增大附着力的方法 203
第三节 内应力 207
一、内应力的测定方法 208
二、内应力的测定结果 212
三、内应力的发生原因 218
第四节 抗拉特性 223
一、抗拉特性的测定方法 223
二、抗拉特性的测定结果 226
第五章 薄膜的电学性质与电迁移现象 232
第一节 非连续性薄膜 233
一、一般特征 233
二、热电子发射过程 236
三、激活隧道过程 240
四、热电子发射电流和激活隧道电流的比较 245
第二节 连续薄膜 248
一、一般特性 248
五、在非连续薄膜中，电子的传导路径 248
二、连续薄膜内部的电子输运--桑德海默(Sondheimer)理论 251
三、自由电子论和玻尔兹曼输运方程 252
四、利用玻尔兹曼方程计算薄膜的电导率 253
五、有磁场存在时的电子输运 261
六、考虑晶界的电子散射理论--Mayadas-Shatzkes理论 264
七、量子尺寸效应和电传导 268
八、温差电动势 272
第三节 金属薄膜中的电迁移现象 275
一、电迁移现象 275
二、电迁移现象的解释 276
三、电迁移的测试 277
一、自发磁化 282
第六章 薄膜的磁学性质 282
第一节 自发磁化 282
二、薄膜的自发磁化 285
第二节 薄膜的磁各向异性 289
一、形状各向异性 289
二、多晶坡莫合金薄膜面内感应单轴磁各向异性 290
三、多晶磁性薄膜的垂直磁各向异性 297
第三节 薄膜的磁畴和畴壁 300
一、磁畴和畴壁的观察方法 301
二、薄膜的畴壁 304
三、薄膜的磁畴 311
四、具有正垂直磁各向异性薄膜的磁畴构造 313
五、条纹磁畴和旋转各向异性 318
六、泡磁畴 321
第四节 薄膜的磁化过程 327
一、静态磁化过程 327
二、坡莫合金薄膜的高速转换 339
三、畴壁运动 345
四、磁泡的动态特性 352
第五节 磁共振 356
一、铁磁共振 357
二、自旋波共振 359
第七章 薄膜的光学性质 367
第一节 基础知识 368
一、斯内尔定律和光学常数 368
二、费马原理 369
三、菲涅耳公式 370
四、吸收体的反射 372
五、薄膜的反射和透射 374
第二节 薄膜光学常数的测量方法 378
一、偏光分析法 378
二、阿贝勒(F.Abelès)方法 381
三、迈勒(D.Malè)方法 383
第三节 光学性质的测量结果 385
一、透明连续薄膜 385
二、吸收薄膜 386
第四节 金属薄膜中的等离子体共振 391
一、光学常数与特性常数 391
三、特鲁德方程式与复介电常数 392
二、金属内的电子等离子体振荡 392
四、表面等离子体 393
五、金属薄膜中的光、等离子体共振 394
第五节 特殊薄膜 398
一、非均质薄膜 398
二、岛状薄膜 401
三、多层膜的性质 406
第八章 半导体薄膜的性质及特性测试 414
第一节 半导体的特征长度与薄膜特性 415
一、少数载流子扩散长度 415
二、表面空间电荷层 420
三、平均自由程 424
四、德拜长度 426
五、光吸收系数的倒数 427
六、其他特征长度 428
第二节 单晶薄膜和非晶质薄膜 430
第三节 半导体薄膜的特性测试方法 432
一、电阻的测定 432
二、通过测定电容-电压确定杂质浓度的分布 433
三、范德波伍(Van der pauw)法测定霍尔效应 438
四、步进式腐蚀和电阻，霍尔效应测定的组合 440
五、光学测定法 441
第九章 超导薄膜 446
第一节 超导体的一般性质和薄膜化效应 447
一、超导体的一般性质 447
二、超导薄膜的性质 453
三、超导薄膜的制作 458
第二节 超导结及其制作 463
一、超导结 463
二、约瑟夫逊效应 470
三、超导结的制作 477
第三篇 薄膜的应用 487
第十章 薄膜在摩擦学领域中的应用 487
第一节 低剪切强度的薄膜在减摩和耐磨方面的应用 487
第二节 硬质膜--耐磨保护镀层 500
第十一章 装饰膜和耐蚀膜 515
第一节 表面装饰膜的应用 515
第二节 薄膜在耐蚀保护上的应用 520
第十二章 导电薄膜和磁性薄膜的应用 523
第一节 导电薄膜的应用 523
一、薄膜电阻 523
二、薄膜电阻的性能试验和实例 529
三、透明导电膜 532
四、集成电路(IC)配线 540
五、其他应用 544
第二节 磁性薄膜的应用 557
一、磁记录 557
二、磁性传感器 567
三、光磁存储器 573
四、其他应用 580
第一节 薄膜光路元件 588
第十三章 薄膜在光学上的应用 588
一、光波导 589
二、平面光波导光学元件 591
第二节 光功能元件 602
一、光调制器 602
二、光开关 607
三、光存储器件 609
第三节 薄膜激光器 612
一、薄膜激光器的特征 613
二、薄膜激光器的结构和材料 617
三、薄膜激光器的种类 617
一、摄象器件 626
第一节 半导体薄膜的应用 626
第十四章 半导体薄膜和超导薄膜的应用 626
二、电子摄象 635
三、太阳能电池 636
四、薄膜晶体管 645
五、场致发光 651
六、阴极发光 655
七、电子发射 660
八、薄膜传感元件 665
第二节 超导薄膜的应用 673
一、超导薄膜开关元件 674
二、超导薄膜存储元件 681
三、超导量子干涉仪 684
四、电压基准 692