薄膜工程学(第2版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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• 薄膜表征
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本书以深入浅出的方式介绍薄膜多样化之制程技术，不但可以发现薄膜不仅是资讯社会追求轻薄短小电子元件制作之关键技术，更是现今奈米技术必备之重要制程，也对薄膜的功能有基本的认识，其内容包含有:薄膜形成技术、磊晶成长、半导体薄膜、光学薄膜、有机薄膜、介电体薄膜、磁性薄膜之分类、叙述其基础及原理、制作参数及现实之制作技术等。

本书特色

　　1.本书除了说明薄膜技术之基本原理外,也介绍了最尖端技术，在产业应用领域上，是一本极易理解之教科书。
　　2.让读者了解薄膜其基础及原理、制作参数及实际之制作技术等。
　　3.本书介绍薄膜对半导体及各种资讯相关元件之高性能化、高积体化、轻量化之贡献。
　　4.适合用于科大机械、电子、材料、光电系之「薄膜工程」、「薄膜技术」相关课程所使用，亦可供各业界人士参考使用。

先进材料科学与工程前沿探索：微纳尺度下的功能实现 图书名称： 先进材料科学与工程前沿探索：微纳尺度下的功能实现 (第1版) 目标读者： 材料科学与工程、物理学、化学、电子工程、机械工程等相关领域的研究人员、工程师、高年级本科生及研究生。 内容简介： 本书旨在深入探讨现代材料科学与工程领域中，特别是在微观和纳观尺度下，如何通过精妙的材料设计、制备技术与结构调控，实现特定功能和提升器件性能的前沿研究。不同于传统的宏观材料性能分析，本书聚焦于材料的结构、组成、微观形貌与宏观功能之间的内在联系，系统梳理了近年来在功能薄膜、纳米结构材料、复合材料界面科学等方向取得的突破性进展。 全书内容结构严谨，逻辑清晰，力求在理论深度与工程应用之间找到最佳平衡点。我们认为，理解和控制物质在原子、分子、晶粒等尺度上的行为，是催生下一代高性能电子、能源、光学及生物医学器件的关键。 第一篇：微纳尺度材料的表征与基础理论 本篇奠定了理解微观功能实现的基础。首先，详细介绍了先进材料表征技术，重点阐述了透射电子显微镜（TEM/STEM）、原子力显微镜（AFM）在揭示材料晶格缺陷、界面结构和表面粗糙度方面的应用。同时，穿插讲解了X射线衍射（XRD）在晶体结构分析中的精确度提升，以及同步辐射光源在动态过程研究中的独特优势。 理论层面，深入探讨了量子尺寸效应与表面电子态。在纳米尺度下，材料的能带结构、载流子输运特性将发生显著变化，本书详细分析了如何利用这些效应设计半导体量子点、金属纳米线等。此外，对材料界面物理与化学进行了详尽论述，界面是异质结构件实现功能耦合的核心区域，包括界面能、界面态的形成机理以及对电荷转移和机械强度的影响。 第二篇：功能化薄膜的精密生长与结构调控 尽管本书不涉及《薄膜工程学》的具体内容，但本篇聚焦于特定功能薄膜的制备科学，这些薄膜的特性是实现器件性能的基础。 我们系统地介绍了物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）等主流薄膜生长技术的最新进展。重点分析了原子层沉积（ALD）技术在实现厚度亚纳米级精度、高均匀性和复杂结构形貌（如深孔填充）方面的不可替代性。针对不同应用需求，细致区分了： 1. 电子传输与绝缘薄膜： 探讨了高介电常数（High-k）材料在下一代晶体管中的应用，及其在界面氧化物控制下的漏电流机制。 2. 光学功能薄膜： 讨论了超宽带隙氧化物（如AlN, ZnO）在紫外光电器件中的应用，以及通过布拉格反射镜设计实现高效光场调控的方法。 3. 磁性与多铁性薄膜： 阐述了磁各向异性、自旋轨道耦合等现象在巨磁阻（GMR）和隧穿磁阻（TMR）器件中的体现，并探讨了电场对磁性的调控潜力。 第三篇：纳米结构材料的设计与特性 本篇将视角转向零维、一维和二维纳米材料的构筑与功能集成。 零维材料（量子点与纳米颗粒）： 重点分析了通过精确控制合成参数（温度、溶剂、配体）来调节颗粒尺寸，进而实现其光学发射波长和量子效率的调控技术。讨论了其在光催化和生物成像中的应用实例。 一维材料（纳米线与纳米管）： 深入研究了Si、Ge纳米线在集成电路中的应用潜力，以及碳纳米管在高导热和柔性电子器件中的独特优势。特别关注了这些结构在输运过程中电子的弹道效应和界面散射。 二维材料（2D Materials）： 详细剖析了石墨烯、过渡金属硫化物（TMDs）等材料的单层特性，包括其无缝的狄拉克锥结构、极高的载流子迁移率及其在高频电子学和柔性显示中的应用挑战。 第四篇：功能复合与集成：跨尺度耦合 本篇的核心是材料系统的集成与多功能化。真正的工程突破往往来源于不同材料的协同作用。 1. 增强型复合材料的界面工程： 探讨了通过化学键合或物理锚定技术，优化纳米填料（如石墨烯片层、碳纳米管、陶瓷纳米晶体）与基体（聚合物、金属、陶瓷）之间的界面应力传递，从而实现力学性能的超常提升。 2. 多功能异质结的构建： 分析了如何通过层层堆叠不同带隙或不同导电类型的材料，构建PN结、肖特基结等基本单元，以实现光电探测、能量转换等复杂功能。重点阐述了通过应变工程（Strain Engineering）来精确调控异质结内电荷分离效率的先进方法。 3. 柔性与可穿戴电子： 介绍了将硬质功能材料（如氧化物半导体、金属电极）集成到柔性衬底上的关键技术，包括转移打印、自组装等，以满足未来电子产品对轻量化、可变形的需求。 全书配有大量最新的实验数据图表和关键工艺流程示意图，力求为读者提供一个全面、深入且与时俱进的先进材料科学研究视角。本书强调的是“功能由结构决定”这一核心理念，为读者在微纳尺度下进行材料设计和器件优化提供坚实的理论指导和技术参考。

第１章 薄膜工程学 1-1
1.1 薄膜的基础 1-1
1.1.1 前　言 1-1
1.1.2 代表性薄膜制作法：PVD与CVD 1-1
1.1.3 薄膜的形成过程 1-2
1.1.4 磊晶术(epitaxy) 1-9
1.1.5 柱状结构(columnar structure) 1-11
1.2 薄膜制程与应用 1-13
1.2.1 前　言 1-13
1.2.2 薄膜特有现象与效果 1-13
1.2.3 薄膜制作(成膜)技术之概论 1-15
1.2.4 薄膜制程 1-17
1.2.5 薄膜的实用化与界面控制 1-22
1.2.6 结　语 1-24

第2章 薄膜制作法 2-1
2.1 真空蒸镀 2-1
2.1.1 前　言 2-1
2.1.2 真空蒸镀法 2-2
2.1.3 分子束磊晶(MBE)法 2-9
2.1.4 使用激发种之蒸镀 2-12
2.2 溅镀(sputtering)法 2-15
2.2.1 辉光放电电浆基础 2-15
2.2.2 溅射之基础过程 2-17
2.2.3 溅射之薄膜制作设备 2-21
2.3 化学气相沉积法 2-26
2.3.1 前　言 2-26
2.3.2 CVD基本原理 2-26
2.3.3 热CVD 2-33
2.3.4 电浆CVD 2-39
2.3.5 光CVD 2-43
2.3.6 其他之CVD技术 2-44
2.3.7 结　语 2-44

第3章 薄膜的评估 3-1
3.1 形状、结构评估 3-1
3.1.1 形状评估、膜厚测试 3-1
3.1.2 结晶构造评估 3-14
3.2 组成评估、分析 3-33
3.2.1 前　言 3-33
3.2.2 为何组成评估是必要的 3-34
3.2.3 组成分析与评估方法 3-35
3.2.4 组成评估之实例 3-39
3.2.5 结　语 3-44
3.3 力学、机械的性质评估 3-44
3.3.1 内应力 3-44
3.3.2 硬　度 3-49
3.3.3 附　着 3-52

第4章 薄膜的功能与应用 4-1
4.1 半导体薄膜 4-1
4.1.1　硅系薄膜 4-1
4.1.2　化合物薄膜半导体薄膜 4-13
4.2　光学薄膜与透明导电膜 4-25
4.2.1 基本公式 4-26
4.2.2 反射防止膜6) 4-28
4.2.3 狭带域过频器(narrow-band pass filter) 4-30
4.2.5 透明导电膜 4-32
4.2.5 现实之薄膜 4-37
4.3 介电体薄膜 4-43
4.3.1 介电常数 4-43
4.3.2 交流电场之介电常数 4-46
4.3.3 界面分极 4-47
4.3.4 强介电体 4-49
4.3.5 压电性 4-51
4.3.6 焦电性 4-51
4.3.7 强介电体薄膜之电气传导 4-52
4.3.8 绝缘破坏与加速试验 4-55
4.4 磁性薄膜 4-57
4.4.1 磁性薄膜基础 4-57
4.4.2 磁性薄膜的应用 4-74
4.5 薄膜的化学性质与功能 4-83
4.5.1 前　言 4-83
4.5.2 疏水性与亲水性 4-84
4.3.3 蚀刻性 4-88
4.5.4 结　语 4-93
4.6 有机薄膜 4-94
4.6.1 前　言 4-94
4.6.2 薄膜制作技术 4-95
4.6.3 真空蒸镀之各种参数 4-98
4.6.4 有机分子之方位(配向)成长法磊晶成长 4-102
4.6.5 印刷法 4-104
4.6.6 结　语 4-105

索　引 索-1

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之前读过一些关于薄膜的专著，大多是专注于某个特定领域，比如半导体薄膜或者装饰性薄膜，但《薄膜工程学（第2版）》的广度让我感到惊喜。它几乎涵盖了薄膜技术的方方面面，从材料的制备、表征到应用，都有涉及。书中对于薄膜的形貌控制，例如平整度、颗粒度、孔隙率等等，讨论得非常深入，并且详细阐述了这些形貌特征是如何受到工艺参数的影响，以及它们又如何反过来影响薄膜的宏观性能。我特别喜欢其中关于薄膜应力控制的部分，书中不仅分析了热应力、本征应力产生的原因，还提出了多种抑制或调控应力的方法，比如通过改变溅射角度、增加缓冲层、进行退火处理等。这对于我们生产大面积、高精度薄膜器件时，规避裂纹、翘曲等问题至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本《薄膜工程学（第2版）》真是让我眼睛一亮，原本以为是那种枯燥乏味的教科书，没想到读起来却是别有洞天。作为一名在薄膜领域摸爬滚打多年的工程师，我深知理论与实践的鸿沟有多大，很多时候我们需要的不仅仅是公式和推导，更需要一种能够触类旁通、举一反三的思路。这本书恰恰做到了这一点。它在深入探讨各种薄膜制备技术，比如PVD、CVD、ALD这些我每天都在打交道的工艺时，并没有停留在“是什么”的层面，而是花了大量篇幅去剖析“为什么”以及“如何优化”。举个例子，书中对于PVD的溅射靶材选择、基底加热温度、气体压力对薄膜形貌和性能的影响，都有极其细致的阐述，甚至连溅射过程中可能出现的等离子体鞘层行为变化都进行了深入的分析，这对于我们解决实际生产中的疑难杂症，提供了非常有力的理论指导。

评分☆☆☆☆☆

我一直对薄膜在新能源领域的应用非常感兴趣，尤其是太阳能电池和储能器件。这本《薄膜工程学（第2版）》在这方面的内容让我受益匪浅。书中详细介绍了各种薄膜太阳能电池（如晶硅、薄膜硅、钙钛矿、有机太阳能电池）的工作原理，以及薄膜材料的制备、性能表征和器件集成。我尤其欣赏其中关于薄膜太阳能电池的能量转换效率、开路电压、短路电流、填充因子等关键参数的讨论，以及如何通过优化薄膜材料和器件结构来提高这些参数。书中还提到了薄膜在电池隔膜、电极材料等方面的应用，这为我未来的研究方向提供了很多新的思路。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚入行薄膜行业的工程师，之前对薄膜工程的了解仅限于一些零散的知识点，直到我接触到这本《薄膜工程学（第2版）》。这本书以一种非常系统的方式，把我带入了薄膜工程的世界。作者在讲解过程中，非常注重概念的清晰化和理论的严谨性。我特别喜欢其中关于薄膜的表面能和界面能的讨论，以及它们如何影响薄膜的成核和生长。书中还详细阐述了不同生长模式（如Stranski-Krastanov模式）的形成机理，以及如何通过调整表面处理、基底材料等来控制薄膜的生长模式。这对于我们设计具有特定微观结构的薄膜，从而获得期望的宏观性能，提供了理论基础。

评分☆☆☆☆☆

对于从事薄膜镀膜设备研发的工程师来说，《薄膜工程学（第2版）》绝对是一本案头必备的书籍。书中对各种薄膜制备设备的原理、结构、性能特点，以及它们在实际应用中的优缺点，都进行了非常详尽的分析。例如，在讨论辉光放电的等离子体特性时，作者深入分析了气体种类、气压、射频功率等因素对等离子体密度、温度、电子能量分布的影响，以及这些参数如何影响薄膜的沉积速率和质量。我印象深刻的是，书中还提到了很多关于设备维护、故障排除的经验性建议，这对于我们提高设备的稳定性和可靠性，减少停机时间，非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

读《薄膜工程学（第2版）》的过程，就像是经历了一场知识的洗礼。这本书的作者显然对薄膜领域有着深刻的理解和独到的见解。在讲解一些基础概念的时候，例如薄膜的成核机制、生长模式（岛状生长、层状生长、螺旋生长），它不只是简单地罗列图示，而是用非常清晰的逻辑和生动的语言，去解释这些微观过程是如何发生的，以及它们对最终薄膜宏观结构和性能产生的影响。我尤其欣赏书中关于薄膜表征技术的部分，它不仅介绍了SEM、TEM、AFM、XRD、ellipsometry这些常用的表征手段，还详细解释了每种表征技术所能提供的信息，以及如何解读这些表征结果。这对于我们理解薄膜的内在结构，判断其质量和性能，非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

我本身是做光学薄膜方面的，一直以来都觉得很多理论的推导在实际应用中总有那么一点“隔靴搔痒”的感觉，直到我翻开这本《薄膜工程学（第2版）》。它的理论讲解非常扎实，但又不失生动性。书中在讨论薄膜的结构与性能关系时，不仅仅列举了各种晶体结构、非晶结构对光学常数、电学导电性的影响，还结合了大量的实验数据和案例来佐证。例如，在分析多层介质膜的光学特性时，它详细介绍了传输矩阵法、特征矩阵法的原理，并且还深入讲解了如何通过调整单层膜的厚度和折射率来实现特定的光谱响应，比如高反射膜、减反射膜的设计。我印象最深刻的是，它还提到了光在多层膜界面处的反射、透射、干涉以及损耗是如何影响最终的光学效果的，这对于我们设计复杂的光学滤光片、增透膜时，能够提供更精确的模拟和更优化的方案。

评分☆☆☆☆☆

对于任何一个希望深入了解薄膜工程的读者来说，《薄膜工程学（第2版）》都是一本不可多得的宝藏。这本书最大的优点在于它将理论知识与实际应用紧密结合。在讨论各种薄膜制备方法，例如磁控溅射、离子束溅射、分子束外延（MBE）时，它不仅详细介绍了这些方法的原理和设备结构，还深入分析了各种方法的优缺点、适用范围，以及在实际生产中可能遇到的挑战和解决方案。我尤其喜欢其中关于MBE的部分，作者用非常精炼的语言阐述了MBE如何通过原子层精确控制薄膜的生长，这对于制备高性能的半导体器件和光学器件至关重要。书中还提到了很多工艺参数的优化策略，比如温度、压力、功率、气体流量等，这些都是我们在实验室和生产线上可以直接借鉴的。

评分☆☆☆☆☆

这本书《薄膜工程学（第2版）》给我的感觉是，它不仅仅是一本技术书籍，更像是一位经验丰富的导师在循循善诱。作者在讲解过程中，非常注重逻辑性和条理性，层层递进，从基础概念到复杂的理论模型，再到实际应用，都讲解得非常到位。我印象深刻的是，书中在讨论薄膜的界面特性时，详细阐述了各种界面缺陷，如晶界、位错、空位等，以及它们如何影响薄膜的导电性、载流子迁移率、光学透明度等。作者还给出了很多如何通过工艺优化来减小这些界面缺陷的方法，例如通过退火处理、改变生长温度、使用缓冲层等。这对于我们提高薄膜器件的性能和可靠性，提供了非常有价值的参考。

评分☆☆☆☆☆

《薄膜工程学（第2版）》这本书的设计非常人性化，它在每一章节的结尾都会提供一些思考题和习题，这些题目往往都非常具有代表性，能够帮助读者巩固所学知识，并引导他们将理论知识应用于解决实际问题。我个人是一名研究透明导电薄膜的硕士生，之前在理解薄膜的导电机制时，常常会感到困惑，比如如何理解德鲁德模型、能带理论等。这本书在这方面给了我很大的启发。它详细解释了不同材料体系（如氧化物、金属、有机物）的导电机制，并结合了大量的实验数据和图表来佐证。我尤其欣赏其中关于薄膜电阻率、载流子浓度、迁移率之间的关系的讨论，以及如何通过掺杂、退火等手段来调控这些参数。