第五章 几种新型薄膜材料及应用
新型膜材料
新型膜材料随着科技的不断进步和人们对环境保护的重视，新型膜材料逐渐成为人们关注的热点。
新型膜材料具有许多优点，如高效、环保、可重复使用等，因此在各个领域都有广泛的应用。
一、新型膜材料的种类新型膜材料种类繁多，其中最常见的有以下几种：1. 纳米复合膜纳米复合膜是一种由纳米粒子和基础材料组成的薄膜。
它具有优异的物理和化学性能，能够有效地防止氧化、抗菌、防腐等。
2. 离子交换膜离子交换膜是一种具有特定功能的薄膜，能够对水中的离子进行选择性过滤和交换，广泛用于水处理、电子工业、化学工业等领域。
3. 超滤膜超滤膜是一种可过滤大分子物质的膜材料，能够有效地去除水中的细菌、病毒、有机物等，广泛应用于饮用水净化、食品加工等领域。
4. 氧化石墨烯膜氧化石墨烯膜是一种新型的膜材料，由石墨烯和氧化剂组成，具有高导电性、高透明度、高机械强度等优点，是制备透明电极、光电器件等的理想材料。
二、新型膜材料的应用新型膜材料在各个领域都有广泛的应用，以下是其中的几个例子： 1. 水处理新型膜材料可以有效地去除水中的有机物、重金属、细菌等，因此在水处理领域有着广泛的应用。
例如，超滤膜可以用于饮用水净化，离子交换膜可以用于海水淡化。
2. 食品加工新型膜材料可以用于食品加工中的分离、浓缩、纯化等过程。
例如，纳米复合膜可以用于果汁浓缩，超滤膜可以用于乳制品生产。
3. 医药新型膜材料可以用于医药领域中的分离、纯化等过程。
例如，离子交换膜可以用于制备生物制品，超滤膜可以用于血液透析。
4. 电子工业新型膜材料可以用于电子工业中的电解、膜分离、纯化等过程。
例如，离子交换膜可以用于电镀，氧化石墨烯膜可以用于制备透明电极。
三、新型膜材料的优点新型膜材料相比传统材料具有以下优点：1. 高效新型膜材料具有高效的分离、纯化等功能，能够有效地提高生产效率。
2. 环保新型膜材料可以对水、空气等资源进行有效利用，减少了对环境的污染。
3. 可重复使用新型膜材料具有较长的使用寿命，并且可以反复使用，降低了生产成本。
新型功能薄膜材料的研究与应用
新型功能薄膜材料的研究与应用当我们提到薄膜材料时，很多人可能会想到塑料袋或者保鲜膜，这些常见的薄膜材料在日常生活中具有广泛的应用。
然而，随着科技的进步，新型功能薄膜材料的研究与应用正在不断涌现，为各个领域带来了新的可能性。
一种广泛应用于电子产品和太阳能电池等领域的新型功能薄膜材料是透明导电薄膜。
传统的导电材料如金属，虽然导电性好，但是不透明，无法应用于透明电子产品中。
而透明导电薄膜则具有优异的导电性能和透明性，使得其在新型显示器、触摸屏等领域得到了广泛应用。
以柔性显示器为例，透明导电薄膜可以作为电极材料，使得显示器可以具备弯曲，可折叠的特性，更加符合人们对于便携式电子产品的需求。
此外，新型功能薄膜材料还应用于能源领域。
随着对可再生能源利用的追求，太阳能电池成为了一种重要的能源转换设备。
而透明导电薄膜的应用使得太阳能电池不再受限于面积和材料选择。
传统的太阳能电池需要使用银等材料作为电极，而透明导电薄膜可以取代银作为电极材料，不仅能够提高太阳能电池的光吸收效率，还能够减少材料成本和环境污染。
除了透明导电薄膜之外，还有其他一些新型功能薄膜材料在科技领域得到了广泛应用。
石墨烯是目前研究最热门的材料之一，它是由碳原子按照二维晶格排列形成的单层薄膜。
石墨烯具有极高的导电性和热导性，同时也具备优异的机械性能和化学稳定性。
这使得石墨烯在电子器件、传感器、储能装置等领域具有广泛的应用前景。
此外，具有光学功能的薄膜材料也受到了科学家们的关注。
光学薄膜是一种能够改变光的传播性质的材料。
通过调整薄膜的厚度和折射率，可以实现对光的反射、透射和吸收的控制，进而实现各种光学器件的设计和制备。
光学薄膜在激光加工、光学传感、显示技术等领域具有广泛应用，为光学领域的发展提供了新的思路。
综上所述，新型功能薄膜材料的研究与应用给各个领域带来了新的可能性。
透明导电薄膜在电子产品和能源领域发挥着重要作用，石墨烯等材料也成为了科研热点。
光学薄膜则为光学领域的发展提供了新的思路。
PET等七大塑料薄膜的用途
PET等七大塑料薄膜的用途1.PET薄膜（聚酯薄膜）：-食品包装：PET薄膜具有很好的物理强度和耐高温性能，因此常用于食品包装。
它可以用于饮料瓶、罐装食品和方便面等食品的包装。
此外，PET薄膜还可用于冷冻食品包装，耐低温性能出色。
-电子行业：由于PET薄膜具有良好的绝缘性能和高温耐受性，它通常用于电子产品中的电气绝缘层和屏蔽膜。
2.PE薄膜（聚乙烯薄膜）：-包装行业：PE薄膜具有良好的耐撕裂性和耐水性，广泛用于包装行业制作各种塑料袋，如购物袋、垃圾袋、食品包装袋等。
-农业领域：PE薄膜还可用于农业领域的大棚覆盖薄膜，用于园艺和温室种植中的保温和保湿。
3.PVC薄膜（聚氯乙烯薄膜）：-建筑行业：PVC薄膜常用于建筑行业中的地板、墙板、屋顶材料等。
它具有优良的阻燃性、耐腐蚀性和耐候性。
-医疗行业：PVC薄膜材料用于制作各种医疗装置和器械，如输液袋、血袋、导管等。
4.PP薄膜（聚丙烯薄膜）：-包装行业：PP薄膜具有高透明度和高抗张强度，广泛用于包装行业，如透明塑料袋、包装带和包装膜等。
-食品行业：PP薄膜适用于包裹糖果、巧克力、熟食等食品，它具有优异的保鲜性能和耐热性。
5.PS薄膜（聚苯乙烯薄膜）：-制品包装：PS薄膜具有优异的光学性能，通常用于制作光盘保护膜、电子产品包装膜以及化妆品和药品的包装。
6.PA薄膜（聚酰胺薄膜）：-食品包装：PA薄膜具有良好的气体阻隔性能和耐热性，被广泛应用于食品包装领域，如肉类、奶制品和速冻食品的包装。
7.PC薄膜（聚碳酸酯薄膜）：-电子行业：PC薄膜因其高强度和较高的耐磨性而常用于电子产品中的触摸屏、显示器和光学镜片等。
-汽车行业：PC薄膜可以制作汽车灯罩、车窗和车身贴膜，具备较高的耐用性和保护性。
总而言之，PET等七大塑料薄膜材料在食品包装、印刷包装、建筑、医疗、电子、汽车等行业中扮演着重要角色，提供了各种塑料制品的材料基础。
这些塑料薄膜材料具有不同的特性和优势，能够满足不同行业的需求。
薄膜材料有哪些
薄膜材料有哪些
薄膜材料是一种在工业和科技领域中应用广泛的材料，它具有轻薄、柔韧、透明、耐腐蚀等特点，在电子、光学、医疗、包装等领域有着重要的应用。
薄膜材料的种类繁多，下面将介绍一些常见的薄膜材料及其应用。
首先，聚酯薄膜是一种常见的薄膜材料，它具有优异的机械性能和化学稳定性，适用于印刷、包装、电子等领域。
在包装领域，聚酯薄膜常用于食品包装、药品包装等，其优异的透明性和耐热性能使得产品更加吸引人。
在电子领域，聚酯薄膜常用于制备电子元件、电池等，其优异的绝缘性能和耐高温性能使得电子产品更加稳定可靠。
其次，聚乙烯薄膜是另一种常见的薄膜材料，它具有良好的柔韧性和耐磨性，
适用于包装、农业覆盖、建筑防水等领域。
在包装领域，聚乙烯薄膜常用于塑料袋、保鲜膜等，其良好的密封性和抗拉伸性能使得产品更加实用。
在农业领域，聚乙烯薄膜常用于大棚覆盖、地膜覆盖等，其良好的透光性和抗老化性能使得作物更加茁壮生长。
此外，聚丙烯薄膜也是一种常见的薄膜材料，它具有良好的耐高温性和耐化学
腐蚀性，适用于医疗、包装、建筑等领域。
在医疗领域，聚丙烯薄膜常用于制备医用器械、医用包装等，其良好的无菌性和透明性能使得医疗产品更加安全可靠。
在包装领域，聚丙烯薄膜常用于制备各种包装袋、包装盒等，其良好的耐磨性和耐高温性能使得产品更加耐用。
总的来说，薄膜材料在现代社会中有着广泛的应用，不仅提高了产品的质量和
性能，也为人们的生活带来了便利。
随着科技的不断进步，薄膜材料的种类和应用领域还会不断扩展，相信在未来会有更多新型薄膜材料的涌现，为人类社会的发展做出更大的贡献。
薄膜材料的应用及进展
薄膜材料的应用及进展薄膜材料是在一定的加工工艺下制成的厚度小于1毫米的材料。
随着科学技术的不断发展，薄膜材料已经被广泛应用于各个领域。
本文将从应用和进展两个方面介绍薄膜材料的发展现状。
一、应用：1、太阳能电池板：薄膜材料的应用最为突出的便是太阳能电池板。
通过采用热蒸发、电子束蒸发、溅射等技术，在底片上制成彩色薄膜太阳能电池板。
此外，薄膜太阳能电池板具有高效率、轻质化以及柔性等优点，成为新一代太阳能电池板的主要研究方向。
2、面板显示技术：另外，薄膜材料在面板显示技术中也有着广泛的应用，包括LED电视机、手机屏幕等。
甚至在手机屏幕领域，柔性薄膜技术也已经被开发出来，为顾客的应用带来更舒适的体验。
3、储能电池：在储能电池方面，薄膜材料也起到了重要的作用。
采用薄膜材料制成的锂离子电池，相比传统电池，具有更高的能量密度、更佳的稳定性和安全性，因此在大型储能设备、节能照明灯具、电动汽车等领域具有可观的市场前景。
4、靶材和涂层材料：此外，薄膜材料还在很多高科技领域中被用到。
比如在半导体行业，薄膜材料作为靶材和涂层材料，被广泛应用于制作金属薄膜、光学薄膜等，以满足集成电路和显示器等领域的制造需求。
二、进展：1、制备工艺的发展：为了应对不同的应用需求，薄膜材料的制备工艺也在不断优化和改进。
例如，采用热蒸发法制备太阳能电池板，可以提高太阳能电池板的转化效率；采用电镀法和溶胶凝胶法制备锂离子电池，可以提高锂离子电池的功率密度和循环寿命等。
2、薄膜材料的多元化：当前，一些新型薄膜材料正在被研究和开发，以满足更多领域的需求，比如大规模、高功率电池。
石墨烯和二硫化钼等材料的薄膜化制备技术也正在逐渐成熟。
3、柔性薄膜的研究与应用：柔性薄膜技术是近年来比较热门的研究方向，柔性薄膜的应用具有颠覆性的革新意义。
柔性薄膜材料在可穿戴电子设备、可折叠电视，以及挤压式传感器等领域具有广泛的应用前景。
总之，薄膜材料的应用和研究进展表明了其在很多领域中的重要作用。
新型薄膜材料的开发及应用研究
新型薄膜材料的开发及应用研究一、引言随着科技的飞速发展，新式薄膜材料成为材料科学领域中备受瞩目的研究方向。
新型薄膜材料具有不同以往常规材料所不具备的优势，例如高强度、高导电性和信息存储性能等，赋予其广泛的应用前景。
本文将从新型薄膜材料的开发及应用两个方面进行研究，旨在阐述这些新材料的优越性和潜在的应用领域。
二、新型薄膜材料的开发1.多元化生产方式通常情况下，生产新型薄膜材料需要结合多种成熟的生产方式，例如热化学气相沉积法、物理气相沉积法、离子束溅射法等，通过逐步改进和优化这些生产方式，新型薄膜材料生产的效率和质量得到极大的提升。
例如，卡尔文石这种新型薄膜材料生产通常采用物理气相沉积法，将合成的卡尔文石材料喷涂于物体表面形成薄膜，因为原材料的优异质量和优秀的制造工艺，这种材料在光学显微领域中具有广泛的应用。
2.原材料的革新新型薄膜材料的开发还需要结合原材料的不断革新与改进。
目前，原材料的天然资源日益短缺，致使薄膜材料的生产推向重要的转折点，如何充分利用现有的资源，及时发展新的替代品成为了未来的发展主流。
例如，在锂电池领域中，电极材料的研究是新型薄膜材料开发的重点领域，利用超纯水合物氧化镓是一种新型的均一化工艺，其制备的氧化镓纳米材料在锂离子电池中具有更加优秀的性能表现。
3.新型薄膜结构的创新除了在原材料的方面不断进行革新创新，新型薄膜材料的结构同样也需要不断创新。
新型薄膜材料的结构设计通常借助计算机模拟手段，评估不同的结构设计方案的优缺点，提高新型薄膜材料的强韧性和附着性。
例如，最新的薄膜材料研究中使用了木纤维素，用其来改善金属表面的性能。
经过实验验证，与普通薄膜相比，在木纤维素支撑薄膜中，使用的交联剂的性能可以得到更好的发挥，从而得以实现强度和可控制性的优化。
三、新型薄膜材料的应用研究1.先进硬件领域的应用新型薄膜材料在先进硬件领域中的应用非常广泛，例如在高清晰度的显示器领域，采用新型薄膜材料制造出的显示屏与普通屏幕相比，有更为准确的颜色还原和更加细腻的图像表现；在手机肖像事业中的应用，新型薄膜材料被用作触摸屏的表面涂料，可以起到防划痕和防油污的作用，扩大了其应用于生产需求量；在物联网领域中的应用，新型薄膜材料可以被应用于不同的传感器和信号输出器，以及一系列的设备跟踪甚至监控这一系列任务。
新型薄膜材料的制备与应用
新型薄膜材料的制备与应用新型薄膜材料指的是相对于传统的薄膜材料而言，具有新颖性和独特性的材料。
制备新型薄膜材料主要包括材料选择、制备方法和表征等方面，而应用方面则涵盖了电子器件、光电器件、传感器、能源存储与转换等领域。
本文将围绕新型薄膜材料的制备和应用这两个方面展开讨论。
首先，新型薄膜材料的制备主要包括材料的选择和制备方法的优化。
对于材料的选择，有机高分子材料、无机功能材料和复合材料等都具有很好的应用潜力。
有机高分子材料可通过溶液法、溶胶凝胶法、自组装等方法制备；无机功能材料可通过物理气相沉积、化学气相沉积、溶液法、热蒸发等方法制备；而复合材料则可通过复合共混、层状堆积等方法制备。
通过选择合适的制备方法，可以得到结构优化和性能优良的薄膜材料。
其次，新型薄膜材料的应用十分广泛。
首先，在电子器件领域，新型薄膜材料可以应用于柔性显示器、薄膜晶体管、透明导电膜等方面。
例如，利用有机高分子材料可以制备出柔性显示器，其具有轻薄、可弯曲等特点；透明导电薄膜则可以应用于触摸屏、太阳能电池等设备中。
其次，在光电器件方面，新型薄膜材料可用于太阳能电池、光电探测器等。
例如，利用半导体纳米材料可以制备出高效率的太阳能电池；有机无机杂化材料则可应用于光电二极管、激光器等方面。
再次，在传感器领域，新型薄膜材料可以应用于气体传感器、生物传感器等方面。
例如，通过选择敏感材料和适当的制备方法，可以制备出高灵敏度和高选择性的气体传感器；利用生物材料和纳米技术，可以制备出具有生物相容性和高灵敏度的生物传感器。
最后，在能源存储与转换领域，新型薄膜材料可以应用于超级电容器、锂电池等方面。
例如，利用纳米材料和多孔结构可以制备出具有高比容量和长循环寿命的超级电容器；采用新型电极材料和电解液可以提高锂电池的能量密度和安全性能。
综上所述，新型薄膜材料的制备与应用是一个相对复杂和综合性的课题。
通过选择合适的材料和制备方法，可以得到结构优化和性能优良的薄膜材料。
材料科学中的新型薄膜材料研究及其应用
材料科学中的新型薄膜材料研究及其应用随着科技的发展，薄膜材料越来越受到人们的关注。
薄膜材料具有重量轻、质量高、结构紧密等优点，可广泛应用于电子、光电、能源、传感器、生物医学等领域。
在现有薄膜材料的基础上，科学家们不断探索新型的薄膜材料，以满足新领域应用的需求。
一、柔性透明导电薄膜传统的导电薄膜多采用氧化物、金属等材料，通常具有较好的导电性能，但缺乏柔性和透明度。
随着智能手机、移动电子设备等市场的兴起，越来越多的人开始关注柔性透明导电薄膜的研究。
近年来，石墨烯、碳纳米管等新型材料成为研究的热点。
石墨烯是一种单层碳原子以sp2杂化的形式排列而成的六边形晶体结构，具有良好的导电性和透明度，可用于制备柔性透明导电薄膜。
与传统的氧化物和金属材料相比，石墨烯具有更好的柔性和透明度，适合制作弯曲的电子设备。
除了石墨烯，碳纳米管也是一种优秀的导电薄膜材料。
碳纳米管具有极高的导电性、机械强度和柔韧性，可用于制作柔性的电子设备和透明电极。
其透明度在550纳米波长下可达到85%以上。
二、功能性膜材料除了导电薄膜外，功能性膜材料也是近年来的研究重点之一。
在生物医学、电子光电等领域，往往需要薄膜具有特定的功能性，如抗菌、自清洁、光敏等。
纳米材料的研究及其应用是功能性膜材料研究的重要方向之一。
研究人员通过不同的制备方法制备出具有特定功能的纳米膜。
例如，采用原子层沉积技术制备出具有抗菌和自清洁功能的氧化锌薄膜。
该氧化锌薄膜可广泛应用于生物医学、食品包装等领域。
另外，近年来石墨烯的研究也在功能性薄膜材料领域得到了应用。
石墨烯等二维材料具有极高的比表面积、柔韧性、高透明度等特点，可用于制备具有特定功能的薄膜材料，如刚性柔性转换器、高效光催化材料等。
三、能源材料领域除了上述的应用领域，薄膜材料在能源材料领域也具有重要的地位。
太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的器件，其关键技术之一就是薄膜材料。
目前太阳能电池中常用的材料有硅、染料敏化太阳能电池等。
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5.2 电介质薄膜及应用
5.2.1 概述 通常人们将电阻率大于1010Ω·cm的材料称为“绝缘 体”，并且简单地认为电介质就是绝缘体，其实这是 不确切的。严格地说，绝缘体是指能够承受较强电场 的电介质材料，而电介质材料除了绝缘特性外，主要 是指在较弱电场下具有极化能力并能在其中长期存在 （电场下）的一种物质。与金属不同，电介质材料内 部没有电子的共有化，从而不存在自由电子，只存在 束缚电荷，通过极化过程来传递和记录电子信息，与 此同时伴随着各种特征的能量损耗过程。因此，电介 质能够以感应而并非传导的方式来传递电磁场信息。
②浸渍法 与喷雾法相同，将玻璃衬底加热到500～ 700℃，同时将主要溶解有锡盐的有机溶液加热至 沸腾，然后将玻璃短时间地浸入溶液后取出，慢慢 地冷却。这样得到的膜质地较硬，与喷雾法相比， 在长、宽等方向上的均匀性也很好。 ③化学气相沉积法 将玻璃衬底加热至高温，并使其 表面吸附金属有机化合物的热蒸气，然后通过喷涂 在基片表面上引起分解氧化反应，由此析出金属氧 化物。金属有机化合物可用(CH3)2SnCl2等；并且， 还可以掺杂SbCl3。
在居里点附近铁电体的介电性质、弹性性质、光
学性质和热学性质等，都要出现反常现象，即具 有临界特性。在Tc时，介电系数、压电系数、弹 性柔顺系数、比热和线性电光系数急剧增大。例 如：大多数铁电晶体，在Tc时介电常数可达104～ 105，这种现象称为铁电体在临界温度附近的“介 电反常”。
当温度高于Tc时，介电系数与温度的关系服从居里 －外斯定律(Curie-Weiss Law)：
5.3.1 透明导电薄膜的种类与特性
透明导电膜分为：金属薄膜、半导体薄膜、复合膜和 高分子电介质膜等，其薄膜的构成、导电性以及透明 度见表5-2。 可形成导电层的材料有SnO2、In2O3、In2O3-SnO2、 Cd2SnO4、Au、Pd等。 金属薄膜中由于存在着自由电子，因此即使很薄的膜 仍呈现出很好的导电性，若选择其中对可见光吸收小 的物质就可得到透明导电膜。金属薄膜系列虽然导电 性好，但是透明性稍差。 半导体薄膜系列以及高分子电介质系列恰恰相反：导 电性差，透明度好。 多层膜系列的导电性与透明度都很好。
（3）表面钝化膜 薄膜电子元器件的性能及其稳定性与所用半导体材 料的表面性质关系极大，而半导体或其它薄膜材料 的表面性质又与加工过程及器件工作环境密切相关。 为了避免加工过程及工作环境对器件性能（含稳定 性、可靠性）的影响，需要在器件表面淀积一层介 质钝化膜。 常用的钝化膜主要有：在含Cl气氛中生长的SiO2膜、 磷硅玻璃（PSG）膜、氮化硅膜（Si3N4），聚酰亚 胺，氮化铝膜和三氧化二铝膜（Al2O3）等。
电介质的基本特征是，在外电场的作用下，
电介质中要出现电极化，即将原来不带电 的电介质置于外电场中，在其内部和表面 上将会感生出一定的电荷。 本节主要介绍用于混合集成电路、半导体 集成电路及薄膜元器件中的介质薄膜的制 作、性质及应用
5.2.2 氧化物电介质薄膜的制备及应用 1、氧化物电介质薄膜的制备 氧化物介质薄膜在集成电路和其它薄膜器件中有广 泛的应用，例如SiO2薄膜的生长对超大规模集成电 路平面工艺的发展有过重要的贡献。SiO2薄膜是MOS 器件的重要组成部分，它在超大规模集成电路多层 布线中是隔离器件的绝缘层，并且能阻挡杂质向硅 单晶的扩散。 二氧化硅可见光区折射率1.46，透明区域从0.18～8 mm。
5.3 透明导电氧化物（TCO）薄膜及应用
透明导电氧化物(transparent conductive oxide简称 TCO)薄膜是一种十分重要的光电材料，其特点是禁 带宽、可见光谱区光透射率高和电阻率低。由于它 具有优异的光电特性，在太阳电池、液晶显示器、 气体传感器、飞机和汽车窗导热玻璃（以防雾和防 结冰）等领域得到广泛的应用。目前已发展成为一 类高新技术产业。过去这种膜是以玻璃为衬底，现 在也可应用在柔性衬底（有机薄膜）上，可以扰曲 和大面积化，成本也较低。
c T T 0
式中，c为居里常数(Curie constant )，T为绝对温 度，To为顺电居里温度，或称为居里-外斯温度， 它是使 时的温度。对于二级相变铁电体，T0 ＝Tc，对于一级相变铁电体To<Tc（居里点TC略大 于T0）。
5.1.2 铁电薄膜及其制备技术的发展
金属薄膜
半导体薄膜 复合薄膜
聚苯乙烯磺酸盐，聚 三甲基苄基乙烯氯化 高分子电介质 铵（它自身不是透明 导电膜，但它刻使薄 膜具有透明导电性）
氧化物导电薄膜主要有二氧化锡SnO2（tin oxide， TO），In2O3，掺锡氧化铟(tin doped indium oxide简称ITO，铟锡氧化物SnO2- In2O3 (indium tin oxide，ITO)，氧化锌ZnO，CdO，Cd2SnO4等， 它们是导电性良好的透明薄膜，一般制备在玻璃衬 底上作为光电器件的电极。 目前，玻璃衬底电池上电极用的TCO膜是SnO2膜或 SnO2/ZnO复合膜，不锈钢衬底电池上电极用的 TCO膜为ITO膜。最近已经在聚酯（PET）薄膜衬 底上制备了透明氧化物导电薄膜。
第五章 几种新型薄膜材料及应用
5.1 铁电薄膜材料及其应用
5.1.1 铁电材料的研究发展 铁电体是一类具有自发极化的介电晶体，且 其极化方向可以因外电场方向反向而反向。 存在自发极化是铁电晶体的根本性质，它来 源于晶体的晶胞中存在的不重合的正负电荷 所形成的电偶极矩。 具有铁电性，且厚度在数十纳米至时微米的 薄膜材料，叫铁电薄膜。
SiO2薄膜的生长经常采用硅单晶表层氧化的方法， 这种方法是一种反应扩散过程。硅的热氧化有干氧 和湿氧之分。前者利用干燥的氧气，后者利用水汽 或带有水汽的氧气。1050℃下O2，H2O，H2在SiO2 中的扩散系数分别为D(O2)=2.82×10-14cm2s-1、 D(H2O)=9.5×10-10 cm2s-1、 D(H2)=2.2×10-8cm2s-1。H2O在SiO2薄膜中的溶解 度还比氧气大几百倍，从而使前者的浓度梯度大得 多。由此可见，湿法氧化比干氧氧化要快的多，相 应的湿法氧化温度可以低一些。
氧化物透明导电膜具有高透射率、高持久性,
因此广泛使 用。分别有:ITO；ATO(SbSnO2)，FTO(F-SnO2)，AZO (Al-ZnO)， CdIn2O4，Cd2SnO4等。这些材料的能带宽度 在3.5 eV以上,而且载体电子密度为1020～ 1021cm-3,因此不管是多 晶体还是非晶体，它 们是一种迁移率达到10～30cm2· V-1· s-1的特 殊物质群。
表5-2 透明导电膜的种类
特 性 透 明 导 电 材 料 Au Pd Pt Ni-Cr Al Al网 In2O3-SnO2(ITO) CuI CuS Bi2O3/Au/ Bi2O3 TiO2/ TiO2 表面方块电阻 /(Ω /□) 1~102 103~108 103~108 103~108 1~104 10~102 103~106 104~106 104~106 1~10 1~10 透光率/% 60~80 60~80 60~80 60~80 15~50 60~70 75~85 70~80 70~80 70~80 70~85
好 很好 好 好 好 好
MOCVD法
好 不好 好 很好 好 很好
Sol-Gel法
好 好 一般 很好 很好 很好
退火温度
掺杂难度 厚度控制
低
困难 容易
较低
一般 容易
较低
容易 容易
较高
容易 困难
重复性
沉积外延膜 工艺开发要求 设备耗资 扩大规模的难度和成本
一般
好 一般 较大 较高
较好
好 一般 较大 一般
Si3N4薄膜和SiO2薄膜类似，它也可以在集成
电路中起钝化作用。它还是MNOS型（N为 氮化物）非易失存储器的组成部分。 Si3N4薄 膜的最成熟的制备方法是CVD方法，例如用 硅烷和氨热分解形成Si3N4薄膜。
2、氧化物电介质薄膜的应用
（1）用作电容器介质 在薄膜混合集成电路中，用作薄膜电容器介质的 主要有SiO、SiO2、Ta2O5以及Ta2O5 -SiO(SiO2) 复合薄膜等。一般情况下，若薄膜电容器的电容 在10～1000pF范围，多选用SiO薄膜和Ta2O5 SiO复合介质薄膜；在10～500pF范围多选用 SiO2介质，在500～5000pF范围多选用Ta2O5介 质。 （2）用作隔离和掩膜层 在半导体集成电路中，利用杂质在氧化物（主要 是SiO2介质）中的扩散系数远小于在Si中的扩散 系数这一特性，SiO2等氧化物常用作对B、P、As、 Sb等杂质进行选择性扩散的掩蔽层。
为了进一步降低电阻率，可以制备氧化物/金属/氧 化物复合膜，如SnO2/ Au/SnO2复合膜等，其中 的金属膜厚度小于2nm，此时Au、Ag等金属膜具
有良好的透光性。也可以制成 Bi2O3(45nm)/Au(13nm)/ Bi2O3(45nm)、 TiO2(18nm)/Ag(18nm)/ TiO2(18nm)、 SiO/Au/ZrO2等以金属为主的复合导电膜，这里底 层氧化物主要用于避免很薄的金属膜形成厚度不 均匀的岛状结构，顶层氧化物主要用于保护强度 偏低的金属膜。这种复合膜的导电性优于单层的 氧化物导电膜，透光性也很接近氧化物导电膜， 但制备工艺较复杂。
为了降低薄膜的电阻率，可以在制备时掺入SbCl3 等掺杂剂、并且使薄膜偏离化学比（如x=0.1的 SnO2-x）。浸涂法将500～700℃的玻璃衬底浸入沸 腾的上述溶液，取出后缓慢冷却，就可以得到比喷 涂法更均匀的SnO2薄膜。
SnO2薄膜具有四方的金红石结构(a=0.7438nm， c=0.3188nm)，高温制备得到（110）织构，低温 制备得到（200）织构。用上述方法得到的SnO2薄 膜电阻率约为4×10-4cm。