薄膜材料

薄膜材料制备原理、技术及应用知识点1

一、名词解释

1. 气体分子的平均自由程:自由程是指一个分子与其它分子相继两次碰撞之间，经过的直线路程。对个别分子

而言，自由程时长时短，但大量分子的自由程具有确定的统计规律。气体分子相继两次碰撞间所走路程的平均值。

2. 物理气相沉积（PVD）：物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)技术表示在真空条件下，采用物理方

法，将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。物理气相沉积的主要方法有，真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜，及分子束外延等。发展到目前，物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。

3. 化学气相沉积（CVD）：化学气相沉积(Chemical vapor deposition，简称CVD)是反应物质在气态条件下发生

化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。它本质上属于原子范畴的气态传质过程。

4. 等离子体鞘层电位：等离子区与物体表面的电位差值ΔV p即所谓的鞘层电位。

5. 溅射产额：即单位入射离子轰击靶极溅出原子的平均数，与入射离子的能量有关。

6. 自偏压效应：在射频电场起作用的同时，靶材会自动地处于一个负电位下，导致气体离子对其产生自发的

轰击和溅射。

7. 磁控溅射：在二极溅射中增加一个平行于靶表面的封闭磁场，借助于靶表面上形成的正交电磁场，把二次

电子束缚在靶表面特定区域来增强电离效率，增加离子密度和能量，从而实现高速率溅射的过程。

8. 离子镀：在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物部分离化，产生离子轰击效应，最终将蒸发物或

反应物沉积在基片上。结合蒸发与溅射两种薄膜沉积技术而发展的一种PVD方法。

9. 离化率：被离化的原子数与被蒸发气化的原子数之比称为离化率.一般离化装置的离化率仅为百分之几,离

化率较高的空心阴极法也仅为20～40%

10. 等离子体辅助化学气相沉积（PECVD）技术：是一种用等离子体激活反应气体,促进在基体表面或近表面空

间进行化学反应,生成固态膜的技术。等离子体化学气相沉积技术的基本原理是在高频或直流电场作用下，源气体电离形成等离子体，利用低温等离子体作为能量源，通入适量的反应气体，利用等离子体放电，使反应气体激活并实现化学气相沉积的技术。

11. 外延生长：在单晶衬底（基片）上生长一层有一定要求的、与衬底晶向相同的单晶层，犹如原来的晶体向

外延伸了一段，故称外延生长。

12. 薄膜附着力:薄膜对衬底的黏着能力的大小，即薄膜与衬底在化学键合力或物理咬合力作用下的结合强度。

二、填空：

1、当环境中元素的分压降低到了其平衡蒸气压之下时，元素发生净蒸发。反之，元素发生净沉积。

2、在直流放电系统中，气体放电通常要经过汤生放电阶段、辉光放电阶段和弧光放电阶段三个放电过程，其中溅

射法制备薄膜主要采用辉光放电阶段所产生的大量等离子体来形成溅射。

3、溅射仅是离子轰击物体表面时发生的物理过程之一，不同能量的离子与固体表面相互作用的过程不同，不仅可

以实现对物质原子的溅射，还可以在固体表面形成沉积现象和离子注入现象。

4、溅射法所采有的放电气体多为Ar气，主要原因是惰性气体做为入射离子时，物质溅射产额高，从经济方面考虑，

多使用Ar做为溅射气体。

5、直流溅射要求靶材具有良好的导电性，否则靶电流过小，靶电压过高，而射频溅射方法以交流电源提供高频电

场，高频电场可经由其它阻抗形式进入沉积室，不再要求电极一定是导电体，使溅射过程摆脱对靶材导电性的要求。

6、磁控溅射存在的缺点。

1、磁控溅射所利用的环状磁场迫使二次电子跳栏式地沿着环状磁场转圈。相应地，环状磁场控制的区域是等

离子体密度最高的部位。在磁控溅射时，可以看见溅射气体——氩气在这部位发出强烈的淡蓝色辉光，形成一个光环。处于光环下的靶材是被离子轰击最严重的部位，会溅射出一条环状的沟槽。环状磁场是电子运动的轨

道，环状的辉光和沟槽将其形象地表现了出来。磁控溅射靶的溅射沟槽一旦穿透靶材，就会导致整块靶材报废，所以靶材的利用率不高，一般低于40％；

2、等离子体不稳定；

3、不能实现强磁性材料的低温高速溅射，因为几乎所有的磁通都通不过磁性靶子，所以在靶面附近不能加外

加强磁场

7、要想得到粗大甚至是单晶结构的薄膜，一个必要的条件往往是需要适当的提高沉积的温度，并降低沉积的速率。

反之，低温条件和沉积速率增加将使得薄膜组织的晶粒发生细化。

8、在薄膜沉积的最初阶段，先要有新相核心的形成。新相的形核过程可以被分为两种类型，即自发形核与非自发

形核。自发形核指的是整个形核过程完全是在相变自由能的推动下进行的，而自发形核则指的是除了有相变自由能作推动力外，还有其它因素起着帮助新相核心生成的作用。自发形核一般只发生在一些精心控制的过程之中，在薄膜与衬底之间浸润性较差的情况下，薄膜的形核过程可近似认为是一个自发形核过程；在大多数相变过程中，形核的过程都是非自发的，新相的核心将首先出现在那些能量比较有利的位置上。

9、薄膜在沉积过程中，原子最容易被表面能较高的表面所吸引，凝聚到非密排面上，因而在非密排晶面上，薄膜

的沉积速率最高，而在其它的晶面上，薄膜的沉积速率较低。

10、外延薄膜的生长方式。产生这两种不同生长模式的主要原因是原子在薄膜表面具有不同的扩散能力。当原子的

扩散能力较高，其平均扩散距离大于台阶的平均间距时，薄膜将采取台阶流动式的生长模式。否则，薄膜只能采取二维形核式的生长模式。

11、金属有机化学气相沉积的优点和应用。

优点：

混合后通入反应腔，混合气体流经加热的衬底表面时，在衬底表面发生热分解反应，并外延生长成化合物单晶薄膜。与其他外延生长技术相比，MOCVD 技术有着如下优点：

1用于生长化合物半导体材料的各组分和掺杂剂都是以气态的方式通入反应室，因此，可以通过精确控制气态源的流量和通断时间来控制外延层的组分、掺杂浓度、厚度等。可以用于生长薄层和超薄层材料。

2反应室中气体流速较快。因此，在需要改变多元化合物的组分和掺杂浓度时，可以迅速进行改变，减小记忆效应发生的可能性。这有利于获得陡峭的界面，适于进行异质结构和超晶格、量子阱材料的生长。

3晶体生长是以热解化学反应的方式进行的，是单温区外延生长。只要控制好反应源气流和温度分布的均匀性，就可以保证外延材料的均匀性。因此，适于多片和大片的外延生长，便于工业化大批量生产。

4通常情况下，晶体生长速率与Ⅲ族源的流量成正比，因此，生长速率调节范围较广。较快的生长速率适用于批量生长。

5使用较灵活，非常适合于生长各种异质结构材料。原则上只要能够选择合适的原材料就可以进行包含该元素的材料的 MOCVD 生长。而可供选择作为反应源的金属有机化合物种类较多，性质也有一定的差别。

6由于对真空度的要求较低，反应室的结构较简单。

7生长易于控制，随着检测技术的发展，可以对 MOCVD 的生长过程进行在位监测。

MOCVD 的应用范围

MOCVD 主要功能在於沉积高介电常数薄膜,可随著precursor 的更换,而沉积出不同种类的薄膜.对於LED 来说,LED 晶片由不同半导体材料的多层次架构构成,这些材料放在一个装入金属有机化学气相沉积系统的圆形晶片上.这个过程叫做晶体取向附生,对於决定LED 的性能特徵并因此影响白光LED 的装仓至关重要. MOCVD 应用的范围有: 1, 钙钛矿氧化物如PZT,SBT,CeMnO2 等; 2, 铁电薄膜; 3, ZnO 透明导电薄膜,用於蓝光LED 的n-ZnO 和p-ZnO,用於TFT 的ZnO,ZnO 纳米线; 4, 表面声波器件SAW(如LiNbO3 等,; 5, 三五族化合物如GaN,GaAs

基发光二极体(LED),雷射器(LD)和探测器; 6, MEMS 薄膜; 7, 太阳能电池薄膜; 8, 锑化物薄膜; 9, YBCO 高温超导带; 10, 用於探测器的 SiC,Si3N4 等宽频隙光电器件 MOCVD 对镀膜成分,晶相等品质容易控制,可在形状复杂的基材,衬底,上形成均匀镀膜,结构密致, 附著力良好之优点,因此 MOCVD 已经成为工业界主要的镀膜技术.MOCVD 制程依用途不同,制程设备也有相异的构造和型态.MOCVD 近来也有触媒制备及改质和其他方面的应用,如制造超细晶体和控制触媒得有效深度等.在可预见的未来裏,MOCVD 制程的应用与前景是十分光明的.

12、分子束外延的定义和应用

定义：

分子束外延是一种新的晶体生长技术，简记为MBE 。其方法是将半导体衬底放置在超高真空腔体中，和将需要生长的单晶物质按元素的不同分别放在喷射炉中（也在腔体内）。由分别加热到相应温度的各元素喷射出的分子流能在上述衬底上生长出极薄的（可薄至单原子层水平）单晶体和几种物质交替的超晶格结构。

应用：

MBE 作为一种高级真空蒸发形式，因其在材料化学组分和生长速率控制等方面的优越性，非常适合于各种化合物半导体及其合金材料的同质结和异质结外延生长，并在技术半导体场效应晶体管（MESFET ）、高电子迁移率晶体管（HEMT ）、异质结构场效应晶体管(HFET)、异质结双极晶体管（HBT ）等微波、毫米波器件及电路和光电器件制备中发挥了重要作用。近几年来，随着器件性能要求的不断提高，器件设计正向尺寸微型化、结构新颖化、空间低维化、能量量子化方向发展。MBE 作为不可缺少的工艺和手段，正在二维电子气（2DEG ）、多量子阱（QW ）和量子线、量子点等到新型结构研究中建立奇功。MBE 的未来发展趋势就是进一步发展和完善MEE 和GS-MBE 。

三、分析简答

1、根据流导C 、真空泵抽速Sp 的定义，分析说明实际真空系统中实际抽速S 受Sp 和C 二者较小的值所限制。真空系统中，气体的通过能力称之为流导C, 表示气体流动的难易程度。流导的大小随气体的流动状态和管道的形状的不同而不同。在粘滞状态下，气体分子间的碰撞是主要的，气体的压强的作用较为有效，气体容易通过，故流导大；与此相反在分子流状态下，气体分子间的碰撞可以忽略，气体压强作用较小，所以流导小。

抽速：抽气速率，指在规定的压力下单位时间内所抽出气体的体积（理论抽速）

真空泵的抽速Sp 与管路的流导C 有着相同的物理量纲，且二者对维持系统的真空度起着同样重要的作用。使用一台抽速为Sp 的泵通过流导C 抽除真空容器中的气体，由于各处流量相等，有：

所以真空泵出口处实际抽速S 降低为：

C S C S p Q S P P +==

即真空泵的实际抽速S 永远小于泵的理论抽速Sp ，且永远小于管路流导C 。即S 受Sp 和C 二者中较小的一个所限制。

所以设计真空系统的一个基本原则就是要保证管路的流导C 大于真空泵的理论抽速Sp

2、利用理想溶液的拉乌尔定律分析利用热蒸发的方法制备合金薄膜时引起成分偏差的原因。

当AB 二元合金组成理想溶液时（即A-A 与A-B 或B-B 原子间的作用能相等）, 由拉乌尔(Raoult)定律，合金中组元B 的平衡蒸气压p B 将正比于纯组元B 的平衡蒸气压p B (0)和该组元的摩尔分数x B

p B =x B p B (0)

因而，A 、B 两组元的平衡蒸气压之比为

p A /p B =x A p A (0)/x B p B (0)

对实际混合物, 或多或少地偏离上述理想情况，故拉乌尔(Raoult)定律变为

p B= γB x B p B(0)=a B p B(0) a B、γB分别为组元B在合金中的活度和活度系数。

所以合金两组元A、B的蒸发速率之比为：

因此即使对于理想溶液，合金中两组元的蒸气压之比或蒸发速率之比都将不同于合金中的组元含量之比。

3、离子镀制备薄膜时所发生的物理过程：

离子镀

在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物部分离化，产生离子轰击效应，最终将蒸发物或反应物沉积在基片上。结合蒸发与溅射两种薄膜沉积技术而发展的一种PVD方法

其过程为：1产生辉光；2蒸发离化；3被加速；4沉积成膜

与蒸发，溅射的比较，离子束镀增加了对沉积束团的控制；与基片结合良好；在低温下可实现外延生长；形貌可变；可合成化合物；可在低温衬底沉积，避免高温引起的扩散

1-高压负极2-接地屏蔽3-基片4-等离子体5-挡板6-蒸发源7-气体入口8-接真空

图3-48 离子镀原理示意图

（一）离子镀原理和特点

离子镀的粒子绕射性

离子镀的工作气压约10-1Pa，比普通的真空蒸镀10-4高，所以蒸发原子的平均自由程低，散射严重，所以绕射性好。

在气体放电的离子镀中，沉积粒子呈现正电性，从而受到处于负电位的基片的吸引作用。离子镀的粒子绕射性提高薄膜对于复杂外形表面的覆盖能力。

4、化学气相沉积的动力学过程：

化学气相沉积过程的各个环节可以划归为两个阶段:

(1)气体传输、气相反应阶段；

(2)表面吸附、表面反应阶段。

在气相传输与气相反应阶段，主要涉及了气体的宏观流动、气体分子的扩散以及气相内的化学反应三个基本过程；在后一阶段中，主要涉及气体分子的表面吸附与脱附、表面扩散以及表面化学反应并形成薄膜微观结构三个微观过程。

5、实验观察到的薄膜生长模式可以被划分为以下三种：

岛状、层状和层状-岛状生长模式

岛状生长(Volmer-Weber)模式：

被沉积物质的原子或分子更倾向于自己相互键合起来，而避免与衬底原子键合，即被沉积物质与衬底之间的浸润性较差；金属在非金属衬底上生长大都采取这种模式。对很多薄膜与衬底的组合来说，只要沉积温度足够高，沉积的原子具有一定的扩散能力，薄膜的生长就表现为岛状生长模式。

层状生长（Frank-van der Merwe)模式：

当被沉积物质与衬底之间浸润性很好时，被沉积物质的原子更倾向于与衬底原子键合。因此，薄膜从形核阶段开始即采取二维扩展模式，沿衬底表面铺开。在随后的过程中薄膜生长将一直保持这种层状生长模式。

层状-岛状(Stranski-Krastanov)生长模式：

在层状-岛状中间生长模式中，在最开始一两个原子层厚度的层状生长之后，生长模式转化为岛状模式。导致这种模式转变的物理机制比较复杂，但根本的原因应该可以归结为薄膜生长过程中各种能量的相互消长。

6、衬底温度和沉积速率对形核过程和薄膜组织结构的影响：

薄膜沉积速率R与衬底温度T是影响薄膜沉积过程和薄膜组织的最重要的两个因素。薄膜沉积速率越高，薄膜临界核心半径与临界形核自由能降低，因而高的沉积速率将会导致高的沉积速率和细密的薄膜组织。而衬底温度越高，需要形成的临界核心的尺寸越大，形核的临界自由能势垒也越高，因而高温沉积的薄膜往往首先形成粗大的岛状组织，而低温时，临界形核自由能下降，形成的核心数目增加，有利于形成晶粒细小而连续的薄膜组织。

7、薄膜应力的定义及产生原因：

薄膜应力指的是存在于薄膜任意断面上，由断面一侧作用于断面另一侧的单位面积上的力。一般情况下，即使在没有任何外力作用的情况下，薄膜中也总存在着应力，称之为内应力或残余应力。

薄膜中应力的产生通常可依据薄膜应力产生的根源，分为热应力和生长应力。热应力是由于薄膜与衬底材料的线膨胀系数不同和温度变化引起的薄膜的应力；薄膜的生长应力又称为本征应力，是由于薄膜结构的非平衡性所导致的薄膜内应力。

8、薄膜与衬底之间的界面可分为以下四种类型：

（1）平界面：在这类界面上，物质从一种类型突变为另一种类型，两侧原子之间缺少相互扩散，薄膜附着力较差。

（2）形成化合物的界面：在界面两侧原子间作用力较强时，界面原子之间将发生化学反应并生成化合物，界面有一层适当厚度的化合物过渡层，提高界面附着力，但同时由于一般化合物脆性比较大，界面易发生

应力集中现象。

（3）合金的扩散界面：在界面两侧元素间相互扩散、溶解形成合金的情况下，界面成分将呈现梯度变化，使界面具有良好的附着力。

（4）机械咬合界面：在界面粗糙程度较大、界面元素之间不发生明显扩散的情况下，界面两侧的物质以其凹凸不平的表面相互咬合，此时界面的附着力完全取决于界面的形态和界面应力，界面高粗糙度及一定压

应力有助于提高界面附着力。

9、介绍几种薄膜厚度的测量方法，并简单说明测量依据。

一、薄膜厚度的光学测量方法

1、不透明薄膜厚度测量的等厚干涉和等色干涉法

等厚干涉法

先在薄膜上制备出一个台阶，再在薄膜的台阶上、下均匀沉积一层高反射膜。在单色光照射下参考玻璃下表面与薄膜上表面的反射光的光程差为：

测出条纹间隔△0

同理，玻璃下表面与衬底上表面反射光的光程差为：

在台阶处，干涉条纹会出现错位，测出条纹位错间隔△，则可算出台阶高度，即薄膜厚度。

每当错开一级干涉条纹，其厚度差为λ/2，所以根据样品上干涉条纹错开的“条数”可算出薄膜厚度。

等色干涉法

实验装置基本同上。但使用非单色光源照射薄膜表面，利用光谱仪可以记录到一系列满足干涉极大条件的光波波长λ。由光谱仪检测到在台阶上同一厚度，相邻两次干涉极大的条件为

在薄膜的台阶上、下形成N级干涉条纹的波长差设为Δλ，则其满足：

这样测出Δλ和算出N即可求出台阶高度h

等色干涉法的厚度分辨率高于等厚干涉法，可以达到小于1nm的水平.

薄膜测量的椭偏仪方法（偏光解析法）

是利用物质界面对于不同偏振态的光具有不同的反射、折射能力的特性。

二、薄膜厚度的机械测量方法

1、表面粗糙度仪法

用直径很小的触针滑过被测薄膜的表面．同时记录下触针在垂直方向的移动情况，并画出薄膜表面轮廓的方法称为粗糙度仪法；这种方法不仅可以用来测量表面粗糙度，也可以用来测量特意制备的薄膜台阶高度，以得到薄膜厚度的信息。

2、称重法与石英晶体振荡器法

如果薄膜的面积A、密度ρ和质量m可以被精确测定的话，则薄膜厚度可表为

这一方法的精度依赖于薄膜的密度ρ以及面积A的测量精度。随着薄膜制备方法、工艺的不同，薄膜的密度可以有很大的变化。另外，在衬底不很规则的情况下，准确测量薄膜面积也是很不容易做到的。

石英晶体振荡器法，是基于石英晶体片的固有振动频率随其质量的变化而变化的物理现象。本质上也是一种称重法。由石英片固有频率的变化可以测量出沉积物的厚度。而且，测量的灵敏度将随着石英片厚度hg的减小和其固有频率f0的提高而提高。将一只石英振荡器放在沉积室内的衬底附近，通过与另一振荡电路频率相比较可以很精确地测量出石英晶体振荡器固有频率的微小变化。监测振荡频率随着沉积过程的变化，就可以知道相应物质的沉积质量或薄膜的沉积厚度。

2017年光电显示薄膜器件行业分析报告

2017年光电显示薄膜器件行业分析报告 2017年2月

目录一、行业管理 (4) 1、行业监管体系及主管部门 (4) 2、行业主要法律法规及政策 (4) 二、行业发展概况和空间 (6) 1、光电显示薄膜器件行业发展概况及空间 (6) 2、下游行业发展概况 (8) （1）平板显示行业概况及空间 (8) （2）触摸屏行业概况及空间 (9) 三、行业发展趋势 (10) 1、下游产业集群加速向中国大陆转移、有利于产业链企业进一步发展 (10) 2、智能手机创新和差异化竞争需求持续推动行业发展 (11) 3、产品新应用为行业创造了新的增长点 (11) 四、行业壁垒 (12) 1、大客户采购认证壁垒 (12) 2、生产管控能力壁垒 (12) 3、资金实力壁垒 (13) 4、原材料采购壁垒 (13) 五、影响行业发展的因素 (14) 1、有利因素 (14) （1）国家政策大力支持 (14) （2）下游行业空间巨大 (14) （3）产业链向国内转移有利于行业发展 (15)

2、不利因素 (15) （1）国内上游材料核心技术缺失 (15) （2）下游产品价格下行压力压缩产业链利润 (15) （3）人力成本逐渐增高 (16) 六、行业风险特征 (16) 1、经济运行风险 (16) 2、原材料稳定供应风险 (16) 七、行业竞争情况 (17) 1、厦门恒坤股份有限公司 (17) 2、深圳怡钛积科技股份有限公司 (17) 3、苏州锦富新材料股份有限公司 (17) 4、苏州安洁科技股份有限公司 (18)

一、行业管理 1、行业监管体系及主管部门光电显示薄膜器件行业的行政主管部门是工业和信息化部，工信部会同国家其他相关部门对行业的发展进行规划，制定相关技术政策，拟定行业相关的法律、法规和行政规章，指导整个行业的协同有序发展。中国光学光电子行业协会、中国触控协会是公司所处行业的自律组织。协会主要负责开展本行业市场调查，向政府提出本行业发展规划的建议；进行市场预测，向政府和会员单位提供信息；举办国际、国内展览会、研讨会、学术讨论会，致力新产品新技术的推广应用；出版刊物报纸和行业名录；组织会员单位开拓国际国内市场，组织国际交流，开展国际合作，推动行业发展与进步。 2、行业主要法律法规及政策光电显示薄膜器件行业无专门的监管法规，行业监管涉及的法律、法规主要为安全生产、环境保护方面的法律法规。光电显示薄膜器件行业涉及的相关产业政策如下：

薄膜材料简介

薄膜材料简介薄膜具有良好的韧性、防潮性和热封性能，使用非常广泛；PVDC薄膜适合包装食品，并能长时间保鲜；而水溶性PV A薄膜不必开封直接投入水中即可使用；PC薄膜无味、无毒，有类似玻璃纸的透明度和光泽，可在高温高压下蒸煮杀菌。本文将主要介绍几种塑料薄膜的性能及其使用。从商品生产到销售，再到使用，包装件要经过储存、装卸、运输、货架陈列以及在消费者手中存放，这个过程中即可能遇到严寒、酷暑、干燥、潮湿等恶劣的自然气候条件，也要遭受振动、冲击和挤压等各种机械破坏，甚至还有微生物和虫类的侵害。要保证商品的质量，主要依靠包装材料来保护，所以包装材料非常重要。塑料薄膜是最主要的软包装材料之一，塑料薄膜的种类繁多，特性各异，根据薄膜的不同特性，其用处也不同，下面介绍几种常见的塑料薄膜：聚乙烯薄膜 PE薄膜使用大量最大的塑料包装薄膜，约占塑料薄膜总耗用量的40%以上。PE薄膜虽然在外观、强度等方面并不十分理想，但它具有良好的韧性、防潮性和热封性能，且加工成型方便，价格便宜，所以使用非常广泛。 1、低密度聚乙烯薄膜。LDPE薄膜主要采用挤出吹塑法和T模法生产的LDPE薄膜是一种柔韧而透明的薄膜，无毒、无嗅，厚度一

般在0.02～0.1?L之间。具有良好的耐水性、防潮性、耐旱性和化学稳定性。大量用于食品、药品、日用品及金属制品的一般防潮包装和冷冻食品的包装。但对于吸湿性大，防潮性要求较高的物品，则需要采用防潮性更好的薄膜和复合薄膜包装。LDPE薄膜的透气率大、无保香性且耐油性差，不能用于易氧化食品、风味食品和含油食品的包装。但透气性好使它能用于水果、蔬菜等新鲜物品的保鲜包装。LDPE 薄膜的热粘合性和低温热封性好，因此常用作复合薄膜的粘合层和热封层等，但由于其耐热性差，故不能用作蒸煮袋的热封层。 2、高密度聚乙烯薄膜。HDPE薄膜是一种韧性的半透明薄膜，其外观为乳白色，表面光泽度较差。HDPE薄膜的抗张强度、防潮性、耐热性、耐油性和化学稳定性均优于LDPE薄膜，也可以热封合，但透明性不如LDPE。HDPE可制成厚度为0.01?L的为薄薄膜，其外观和薄绢纸很相似，手感舒服，又称拟纸膜。它具有良好的强度、韧性和开口性，为增强拟纸感和降低成本，可加入少量的轻质碳酸钙。HDPE拟纸膜主要用于制作各种购物袋、垃圾袋，水果包装袋和各种食品包装袋等。因其气密性差，不具有保香性，因此包装食品的贮藏期不长。另外，HDPE薄膜因耐热性好，可用作蒸煮袋的热封层。 3、线型低密度聚乙烯薄膜。LLDPE薄膜是近来发展的聚乙烯薄膜新品种,和LDPE薄膜相比，LLDPE薄膜具有更高的抗拉、抗冲击强度，乃撕裂强度和耐穿刺性。在和LDPE薄膜具有同等强度和使用性能的情况下，LLDPE薄膜的厚度可减至LDPE薄膜的20～25%，因而使成本大幅度降低。即使用作重包装袋其厚度也只需0.1?L就能

塑料薄膜基本知识

第一部分软包装材料之---塑料薄膜基本知识一、软包装之薄膜的定义在国家包装通用术语（GB4122—83）中，软包装的定义为：软包装是指在充填或取出内装物后，容器形状可发生变化的包装。用纸、铝箔、纤维、塑料薄膜以及它们的复合物所制成的各种袋、盒、套、包封等均为软包装。一般将厚度在0.25mm以下的片状塑料称为薄膜。塑料薄膜透明、柔韧，具有良好的耐水性、防潮性和阻气性、机械强度较好，化学性质稳定，耐油脂，易于印刷精美图文，可以热封制袋。它能满足各种物品的包装要求，是用于包装易存、易放的方便食品，生活用品，超级市场的小包装商品的理想材料。以塑料薄膜为主的软包装印刷在包装印刷中占有重要地位。据统计，从1980年以来，世界上一些先进国家的塑料包装占整个包装印刷的32.5%～44%。一般来说，因为单一薄膜材料对内装物的保护性不够理想，所以多采用将两种以上的薄膜复合为一层的复合薄膜，以满足食品保鲜、无菌包装技术的要求。复合薄膜的外层材料多选用不易划伤、磨毛，光学性能优良，印刷性能良好的材科，如：纸、玻璃纸、拉伸聚丙烯、聚酯等；中间层是阻隔性聚合物，如：铝箔、蒸镀铝、聚俯二氮乙烯电里层材料多选用无毒、无味的聚乙烯等热塑性树脂。二、塑料阻透性技术介绍 1、塑料的阻透性？塑料制品（容器、薄膜）对小分子气体、液体、水蒸汽及气味的屏蔽能力。 2、透过系数？塑料阻透能力大小的指标。定义：一定厚度（1mm）的塑料制品，在一定的压力（1Mpa），一定的温度（23度），一定的湿度（65%）下，单位时间（1day=24小时），单位面积（1m2），通过小分子物质（O2、CO2、H2O）的体积或重量。表示为（cm3）、（g）对于气体：单位为cm3，mm/m2，d，mpa；对于液体：单位为 g，mm/m2，d，mpa； 3、常用中高阻透性塑料的透过系数

氧化石墨烯薄膜的光电化学性质

2011年第69卷化学学报V ol. 69, 2011第21期, 2539～2542 ACTA CHIMICA SINICA No. 21, 2539～2542 * E-mail: kzwang@https://www.360docs.net/doc/7619030117.html, Received April 2, 2011; revised May 25, 2011; accepted June 3, 2011. 国家自然科学基金(Nos. 90922004, 20971016)、中央高校基本科研业务费专项资金、北京市大学生科学研究与创业行动计划和北京师范大学分析测试

2540化学学报V ol. 69, 2011 器有限责任公司); 冷场发射扫描电镜(S-4800 日立高新技术株式会社); FZ-A型辐照计(北京师范大学光电仪器厂); KQ-50B型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司); 采用三电极系统, 覆盖有自组装膜的氧化铟-氧化硒(ITO)玻璃为工作电极, 铂片为对电极, 饱和甘汞电极为参比电极, 0.1 mol?L－1的Na2SO4溶液为支持电解质; 配有红外和紫外截止滤光片的500 W高压氙灯光源系统(北京畅拓科技有限公司). 试剂均为分析纯. 1.2 GO及其静电自组装薄膜的制备在傅玲等[9]将Hummers法制备氧化石墨分为低温、中温、高温反应三个阶段的基础上, 延长中温反应时间至8 h; 充分超声剥离后, 通过脱脂棉抽滤和渗析的方法除去少量沉淀和杂质离子, 得到均一稳定的GO水溶胶, 放置7个月后无沉淀. GO的静电自组装薄膜的制备: 将按文献[10]报道的方法清洗和表面硅烷化的石英和ITO导电玻璃放入pH 3的HCl溶液中质子化处理, 使基片表面带有正电荷. 然后此基片浸入GO溶液中(1 mg?mL－1) 10 min, 取出并用去离子水清洗, 空气吹干. 1.3 光电化学性质所有光电化学研究均以GO膜修饰的电极为工作电极, 其有效光照面积为0.28 cm2. 光电流的测量在电化学工作站上进行, 入射光的强度用辐照计测定. 不同波长的入射光是在氙灯光路上加具有所需带宽的滤光片得到. 2 结果与讨论 2.1 紫外-可见吸收光谱图1为GO水溶液(a)和石英基片上单层薄膜(b)的紫外-可见光谱图的对比. GO在231 nm处有1个C—C键上的π-π*跃迁吸收峰, 在298 nm处有1个C＝O键上的n-π* 跃迁肩峰[11], 这与在石英片上单层薄膜在30 nm 处的吸收峰吻合, 表明GO已成功组装到基片上. 处理后的基片浸泡在1 mg?mL－1 GO溶液, 利用紫外-可见光谱对浸泡时间进行了监测(图2). 结果表明: 当在GO水溶液的浸泡时间达10 min时, 吸光度基本达最大值. 2.2 冷场发射扫描电镜我们制备的GO水溶液具有明显的丁达尔效应, 与文献[12]报道的结果吻合. GO水溶液在铝箔上流沿. 待液体干燥后, 剪取部分于样品台上经磁控溅射镀膜(喷金)处理后, 用冷场发射扫描电镜研究其形貌(图 3). 氧化石墨因超声剥离, 脱落成许多大小为几十纳米的片状GO. 这与氧化石墨烯是一种二维结构材料及其水溶液具有明显的丁达尔效应吻合 . 图1 (a) GO水溶液和(b)石英片上GO薄膜的紫外-可见光谱Figure 1 UV-Vis spectra of (a) GO aqueous solution and (b) GO film on quartz substrate 图2基片在230 nm处的吸光度随其在GO溶胶中浸泡不同时间的变化图 Figure 2Changes in absorbance at 230 nm of protonated quartz substrate at varied immersion time in GO aqueous solution 图3GO冷场发射扫描电镜图 Figure 3 Cold-field emission scanning electron microscope image of GO 2.3 GO修饰的ITO电极的光电响应在0.1 mol?L－1的Na2SO4溶液中, 当用100 mW/cm2的白光照射GO膜修饰的ITO电极时, 所得光电流随偏

膜材料发展前景与展望

膜材料发展前景与展望一、国内外经济对膜产业的重大需求近几十年发展起来的膜技术是以具有选择透过性的膜材料作为核心，在膜两侧推动力下，实现混合物分离、提纯、浓缩的分离技术。与过滤、精馏、萃取、蒸发等传统分离技术相比，膜技术具有能耗低、分离效率高、设备简单、无相变、无污染等优点，因此被称为新型高效分离技术。作为一种高新技术，膜技术并不是高不可攀的，实际上，它就在我们身边。比如，随处可购买到的纯净饮用水绝大部分采用膜技术净化得到；为保持乳品的营养价值及水果的风味，牛奶、酸奶、奶酪等也可以采用膜技术进行除菌、浓缩及杂质去除。在21世纪的多数工业中，膜技术将扮演重要角色，在水资源、能源、环境、传统产业改造等领域发挥重大作用。在缓解水资源短缺方面，预计到2050年，我国缺水总量将达4000亿m3，因缺水而导致的工业总产值损失大约2000亿元，农业总产值损失大约1500亿元。膜法海水淡化技术、膜法水质净化技术、膜及其集成技术将成为解决我国北方资源性缺水、南方水质性缺水和城市缺水的有效手段。在化工与石油化工领域，分离过程能耗占到了总能耗的70％左右，分离效率低还导致了严重的环境污染问题。膜分离技术可以高效低能耗地实现高精度分离，是过程工业节能降耗的共性技术之一。譬如，膜法精密过滤代替蒸发，可节能40％以上，减少溶剂消耗量30%以上；膜法渗透汽化技术代替精馏，进行有机物脱水，可节能50％

以上；膜技术是过程工业减排的关键支撑技术，采用膜法处理油田回注水、焦化废水等，可实现工业废水循环利用，减少废水排放量；采用膜法可以实现废酸、废碱资源化利用，实现废液零排放。此外，膜技术还是改造传统产业、推进相关行业技术进步的高新技术，可以说，膜技术的发展得到了全球范围的高度重视，美国、日本、欧洲等多国政府将膜技术作为21世纪高新技术进行研究与开发，制定了相应的研究开发计划，促进了膜技术和产业的强劲发展。我国政府对膜技术的研究和开发同样十分重视，自“六五”以来，已连续六个五年计划都把膜技术作为重点项目进行支持。2010年出台《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》将高性能膜材料列入战略性新兴产业，为膜技术和膜产业的自身发展，膜应用市场的培育带来了前所未有的机遇。经过5O多年的发展．中国膜产业逐渐走向成熟。特别是近20年来，中国膜产业高速增长，总产值从1993年2亿元人民币上升到20O8年200亿元(膜行业总产值是指膜制品、膜组件、膜附属设备及相关工程的总值，膜制品与膜组件是整个行业的核心)。在21世纪的许多工业中，都将膜技术的重要性提升到了战略高度。2009年我国膜产业总产值约240亿元，2010年约300亿元。按照目前年均30%的增幅，未来5年我国膜产业有望突破1000亿元。可以预见，膜技术将迎来产值大幅增加的黄金十年，它所带动的相关产业产值总量更是不可估量。膜技术将在水资源、能源、环境、传统产业改造等领域发挥重大作用。

MOCVD技术的技术特点与优势介绍及在光电薄膜中的应用

MOCVD技术的技术特点与优势介绍及在光电薄膜中的应用 MOCVD技术在半导体材料和器件及薄膜制备方面取得了巨大的成功。尽管如此，MOCVD仍是一种发展中的半导体超精细加工技术，MOCVD技术的进一步发展将会给微电子技术和光电子技术带来更广阔的前景。一、引言近年来，随着半导体工业的发展以及高速光电信息时代的来临，LPE、VPE等技术在半导体业生产中的作用越来越小；MBE与MOCVD技术相比，由于其设备复杂、价格更昂贵，生长速度慢，且不适pC-长含有高蒸汽压元素(如P)的化合物单晶，不宜于工业生产。而金属有机物化学气相淀积(MOCVD)，1968年由美国洛克威公司的Manasevit等人提出制备化台物单晶薄膜的一项新技术；到80年代初得以实用化。经过近20年的飞速发展，成为目前半导体化台物材料制备的关键技术之一。广泛应用于包括半导体器件、光学器件、气敏元件、超导薄膜材料、铁电／铁磁薄膜、高介电材料等多种薄膜材料的制备。二、MOCVD的主要技术特点国内外所制造的MOCVD设备，大多采用气态源的输送方式，进行薄膜的制备。气态源MOCVD设备，将MO源以气态的方式输送到反应室，输送管道里输送的是气体，对送入反应室的MO源流量也以控制气体流量来进行控制。因此，它对MO源先体提出应具备蒸气压高、热稳定性佳的要求。用气态源MOCVD法沉积一些功能金属氧化物薄膜，要求所选用的金属有机物应在高的蒸气压下具有高的分子稳定性，以避免输送过程中的分解。然而，由于一些功能金属氧化物的组分复杂，元素难以合成出气态MO源和有较高蒸气压的液态MO源物质，而蒸气压低、热稳定性差的MO源先体，不可能通过鼓泡器(bubbler)由载气气体输运到反应室。然而采用液态源输送的方法，是目前国内外研究的重要方向。采用将液态源送入汽化室得到气态源物质，再经过流量控制送入反应室，或者直接向反应室注入液态先体，在反应室内汽化、沉积。这种方式的优点是简化了源输送方式，对源材料的要求降低，便于实现多

薄膜材料的应用与发展

薄膜材料的应用与发展薄膜材料的发展以及应用，薄膜材料的分类，如金刚石薄膜、铁电薄膜、氮化碳薄膜、半导体薄膜复合材料、超晶格薄膜材料、多层薄膜材料等。各类薄膜在生产与生活中的运用以及展望。 1 膜材料的发展在科学发展日新月异的今天，大量具有各种不同功能的薄膜得到了广泛的应用，薄膜作为一种重要的材料在材料领域占据着越来越重要的地位。自然届中大地、海洋与大气之间存在表面，一切有形的实体都为表面所包裹，这是宏观表面。生物体还存在许多肉眼看不见的微观表面，如细胞膜和生物膜。生物体生命现象的重要过程就是在这些表面上进行的。细胞膜是由两层两亲分子--脂双层膜构成，它好似栅栏，将一些分子拦在细胞内，小分子如氧气、二氧化碳等，可以毫不费力从膜中穿过。膜脂双层分子层中间还夹杂着蛋白质，有的像船，可以载分子，有的像泵，可以把分子泵到膜外。细胞膜具有选择性，不同的离子须走不同的通道才行，比如有K＋通道、Cl－通道等等。细胞膜的这些结构和功能带来了生命，带来了神奇。 2 膜材料的应用人们在惊叹细胞膜奇妙功能的同时，也在试图模仿它，仿生一直以来就是材料设计的重要手段，这就是薄膜材料。它的一个很重要的应用就是海水的淡化。虽然地球上70％的面积被水覆盖着，但是人们赖以生存的淡水只占总水量的2.5％～3％，随着人口增长和工业发展，当今世界几乎处于水荒之中。因此将浩瀚的海水转为可以饮用的淡水迫在眉睫。淡化海水的技术主要有反渗透法和蒸馏法,反渗透法用到的是具有选择性的高分子渗透膜,在膜的一边给海水施加高压,使水分子透过渗透膜,达到膜的另一边,而把各种盐类离子留下来,就得到了淡水。反渗透法的关键就是渗透膜的性能,目前常用有醋酸纤维素类、聚酰胺类、聚苯砜对苯二甲酰胺类等膜材料.这种淡化过程比起蒸法法,是一种清洁高效的绿色方法。利用膜两边的浓度差不仅可以淡化海水,还可以提取多种有机物质。工业生产中，可用膜法过滤含酚、苯胺、有机磺酸盐等工业废水，膜法过滤大大节约了成本,有利于我们的生存环境。膜的应用还体现在表面化学上面。在日常生活中,我们会发现在树叶表面,水滴总是呈圆形,是因为水不能在叶面铺展。喷洒农药时,如果在农药中加入少量的润湿剂(一种表面活性剂),农药就能够在叶面铺展,提高杀虫效果,降低农药用量。更重要的，研究人员还将膜材料用于血液透析，透析膜的主要功能是移除体内多余水份和清除尿毒症毒素，大大降低了肾功能衰竭患者的病死率[1] 3 膜材料的分类近年来,随着成膜技术的飞速发展,各种材料的薄膜化已经成为一种普遍趋势。薄膜材料种类繁多,应用广泛,目前常用的有：超导薄膜、导电薄膜、电阻薄膜、半导体薄膜、介质薄膜、绝缘薄膜、钝化与保护薄膜、压电薄膜、铁电薄膜、光电薄膜、磁电薄膜、磁光薄膜等。目前很受人们注目的主要有一下几种薄膜。 3.1金刚石薄膜金刚石薄膜的禁带宽，电阻率和热导率大，载流子迁移率高，介电常数小，击穿电压高，是一种性能优异的电子薄膜功能材料，应用前景十分广阔。近年来,随着科技的发展,人们发展了多种金刚石薄膜的制备方法,比如离子束沉积法、磁控溅射法、热致化学气相沉积法、等离子化学气相沉积法等.成功获得了生长速度快、具有较高质量的膜,从而使金刚石膜具备了商业应用的可能。

薄膜基本知识

膜是什么？新华字典：膜：①动植物体内象薄皮的组织；②象膜的薄皮。这种解释“膜”就是薄皮，因此又有薄膜之说，我们所要探讨的特指薄膜。至于其他的膜种比如耳膜、骨膜、肋膜由医学界研究，还有敏感部位与节操有关的膜大部分被腐败的领导们研究了，在此也不做赘述。薄膜又是什么呢？《薄膜科学与技术》：膜是两个几何学平行平面向所夹的物质。薄膜多数是由一个个的原子以无规则的方式射到平整表面上，并使其凝结而形成的，在薄膜形成的初期，由于原子的表面迁移、生核等，从徽观上，所得到的物质多数为是丘陵似的岛状结构，在这种状态下从宏观上可看作是各向同性且均匀，这种物质即为薄膜。通俗讲薄膜就是贴皮：A物质（可以多种构成）以原子或离子态附着在B物质上，且A物质同时满足以下几个条件：薄、匀、牢、密，各种涂层形成的表面都可以叫做薄膜。多薄才可以叫薄膜呢？木有严格定义，一般来说应该比B物质薄、不影响B物质使用且能够起保护作用或提高B物质功能属性。

薄膜起什么作用？首先是保护，薄膜附着在机体上，可以首先磨损薄膜，防腐蚀耐磨损；其次是改性，使原来的物质具备薄膜的物理属性：提高硬度、提高耐高温能力、降低摩擦系数；第三改变颜色，使机体更炫更美。薄膜的物理属性有哪些？ 1、有一定的厚度，无论多薄的膜，都有一定的厚度； 2、薄膜有一定的致密性，孔隙率越小致密性越大，膜的质量月好； 3、有一定的硬度，根据使用要求不同，薄膜应该满足相应的硬度需求，由于薄膜的构成和制备工艺不同硬度也千差万别； 4、有一定的结合力，薄膜和机体的结合力应该满足使用要求；其结合力的强度决定于薄膜的构成和制备工艺； 5、薄膜有特定的色泽，薄膜成分不同会产生万紫千红、色彩斑斓的表面颜色，根据需求选择适合的元素搭配。薄膜有哪些分类？致密性薄膜从大类上可分为装饰膜和功能膜两种。功能膜又可以分成硬膜和润滑膜。如何测量膜的硬度？硬度是材料抵抗异物压入的能力，是材料多种力学性能的综合表

薄膜材料与技术

薄膜技术在能源材料中的应用——薄膜太阳能电池一概述能源和环境是二十一世纪面临的两个重大问题，据专家估算，以现在的能源消耗速度，可开采的石油资源将在几十年后耗尽，煤炭资源也只能供应人类使用约200年。太阳能电池作为可再生无污染能源，能很好地同时解决能源和环境两大难题，具有很广阔的发展前景。照射到地球上的太阳能非常巨大，大约40 min照射到地球上的太阳能就足以满足全球人类一年的能量需求。因此，制备低成本高光电转换效率的太阳能电池不仅具有广阔的前景，而且也是时代所需。太阳能电池行业是21世纪的朝阳行业，发展前景十分广阔。在电池行业中，最没有污染、市场空间最大的应该是太阳能电池，太阳能电池的研究与开发越来越受到世界各国的广泛重视。太阳能电池种类繁多，主要有硅太阳能电池、聚光太阳能电池、无机化合物薄膜太阳能电池、有机薄膜太阳能电池、纳米晶薄膜太阳能电池和叠层太阳能电池等几大类[1]。二薄膜太阳能电池。 1、薄膜硅太阳能电池薄膜硅太阳能电池(硅膜厚约50μm)的出现，相对晶体硅太阳能电池，所用的硅材料大幅度减少，很大程度上降低了晶体硅太阳能电池的成本。薄膜硅太阳能电池主要有非晶硅(a—Si)、微晶硅(μc—Si)和多晶硅(p-Si)薄膜太阳能电池，前两者有光致衰退效应，其中μc—Si薄膜太阳能电池光致衰退效应相对较弱但μc-Si薄膜沉积速率低(仅1.2 nm/s) ，光致衰退效应致使其性能不稳定，发展受到一定的限制，而后者则无光致衰退效应问题，因此是硅系太阳能电池

的发展方向[1]。太阳能电池是制约太阳能发电产业发展的瓶颈技术之一。目前主要的研究工作集中在新材料、新工艺、新设计等方面，其目的是为了提高电池转换效率和降低电池制造成本。制造太阳能电池的材料主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅以及其他新型化合物半导体材料，其中非晶硅属直接转换型半导体，光吸收率大，易于制成厚度0．5微米以下、面积l平方米以上的薄膜，并且容易与其他原子结合制成对近红外高吸收的非晶硅锗集层光电池，这是目前的主攻方向之一；另一种是非晶硅和多晶硅混合薄膜材料，它转换率高、用材省，是新世纪最有前途的薄膜电池之一。 2、无机化合物薄膜太阳能电池选用的无机化合物主要有CdTe，CdS，GaAs，CulnSe2(CIS)等，其中CdTe的禁带宽度为1．45 eV(最佳产生光伏响应的禁带宽度为1．5 eV)，是一个理想的半导体材料，截止2004年，CdTe电池光电转化效率最高为16．5％；CdS的禁带宽度约为2．42 eV，是一种良好的太阳能电池窗口层材料，可与CdTe、SnS和CIS等形成异质结太阳能电池；GaAs的禁带宽度为1．43 eV，光吸收系数很高，GaAs单结太阳电池的理论光电转化效率为27％，目前GaA/Ge单结太阳电池最高光电转换效率超过20％，生产水平的光电转换效率已经达到19～20％，其与GalnP组成的双节、三节和多节太阳能电池有很大的发展前景；CIS薄膜太阳能电池实验室最高光电转化效率已达19．5％，在聚光条件下(14个太阳光强)，光电转化效率达到21．5％，组件产品的光电转化效率已经超过13％；CIS 薄膜用Ga部分取代In，就形成Culn1-x Ga x Se2 (简称CIGS)四元化合物，其薄膜的禁带宽度在1．04～1．7 eV范围内可调，这为太阳能电池最佳禁带宽度的优化提供了机会，同时开发了两种新的材料，用Ga完全取代In形成CuGaSe2，用S完全取代Se形成CulnS2，以备In、Se资源不足时可以采用。但是，Cd和As是有毒元素，In和Se是稀有元素，严重地制约着无机化合物薄膜太阳能电池的大规模生

光电薄膜

光电薄膜物质在受到光照以后，往往会引发某些电性质的变化，亦称光电效应。光电效应主要有光电导效应、光生伏特效应和光电子发射效应3种。物质受光照射作用时，其电导率产生变化的现象，称为光电导效应。如果光照射到半导体的p-n结上，则在p-n结两端会出现电势差，p区为正极，n区为负极，这一电势差可以用高内阻的电压表测量出来，称为光生伏特效应。当金属或半导体受到光照射时，其表面和体内的电子因吸收光子能量而被激发，如果被激发的电子具有足够的能量，足以克服表面势垒而从表面离开，产生了光电子发射效应。前两种效应在物体内部发生，统称为内光电效应，它一般发生于半导体中。光电子发射效应产生于物体表面，又称为外光电效应，它主要发生于金属或半导体中。光电导薄膜材料包括：Ge和Si单晶及以它们为基础的掺杂体；化合物半导体有CdS,CdSe,CdTe,ZnSe,HgSe,HgTe,PbS,PbSe,InP,InAs,InSb,GaAs,GaSb等。在半导体薄膜中硅薄膜是最重要的一种。硅薄膜按结晶结构可分为单晶、多晶和非晶。其中单晶硅薄膜广泛的用于制造各种半导体器件和集成电路。多晶硅薄膜则在一些半导体器件、集成电路及太阳能电池中得到了广泛的应用。非晶硅薄膜目前主要用于制造太阳能电池。 1.单晶硅薄膜在半导体技术中，单晶硅薄膜是采用外延法制备的，制备单晶硅薄膜的外延方法可以分为气相外延、固相外延和分子束外延等。在绝大多数的情况下衬底材料采用单晶硅片。外延薄膜的生长是沿着原来硅片的结晶轴方向进行的，犹如从单晶衬底向外延伸新的单晶薄膜。单晶薄膜也可以生长在与膜材料不同的衬底上。外延法只能制备薄膜单晶而不能得到大块单晶材料。但这种单晶薄膜的质量很好，而且由于其形成工艺的特点而具有一些很有价值的电物理特性。正是由于外延硅薄膜的优良特性，解决了原来半导体器件工艺中一些难以解决的矛盾。例如，在电阻率很低的单晶硅片的衬底上沉积一层电阻率高的外延硅薄膜作为晶体管的集电区，既增大了晶体管的功率，又提高了截止频率和反向击穿电压。半导体器件中采用外延薄膜后大大改进了晶体管的频率响应、脉冲性能和开关特性。由于采用外延工艺，使得双极型集成电路制造工艺大大简化。外延单晶硅薄膜不仅提高了半导体器件的性能，而且大大促进了半导体器件的发展和应用。 1.1单晶硅薄膜的结构硅单晶具有金刚石型晶体结构。尽管外延单晶硅薄膜的晶体完美性在不断的提高，但是与块状单晶硅相比总存在比少缺陷。外延硅薄膜的缺陷是一个很重要的问题，因为它直接影响薄膜及用薄膜制成的半导体器件的点物理特性。外延硅薄膜的缺陷情况与衬底以及外延条件（其中主要是生长温度）有关。外延硅膜缺陷的种类很多，通常包括表面缺陷和体内缺陷两类。为了得到结构完美的单晶薄膜，衬底表面的质量应较高；外延过程应在高度洁净的条件下进行，外延生长的温度也应适当地提高。 1.2单晶硅薄膜的性能

第六章薄膜材料及其应用

第六章薄膜材料及其应用（1）主要内容一、超硬薄膜二、智能薄膜三、纳米薄膜四、三族元素氮化物薄膜五、巨磁和庞磁薄膜六、铁电薄膜七、红外敏感薄膜八、人工周期调制材料一、超硬薄膜材料的硬度不仅取决于材料的宏观性质（弹性和塑性），而且也取决于材料的微观性质（原子间的相互作用力）。合成超硬材料对于了解原子间相互作用的微观特性与宏观特性间的基本关系，以及纯技术的应用都十分重要。超硬材料（包括已有超硬材料和理论预言超硬材料）可以分为三类： 1. 由周期表中第2、3周期的轻元素所形成的共价和离子-共价化合物； 2. 特殊共价固体，包括各种结晶和无序的碳材料； 3. 与轻元素形成的部分过渡金属化合物，如：硼化物、碳化物、氮化物和氧化物。超硬材料的特点 1. 超硬材料在正常条件下大多是亚稳相； 2. 绝大多数超硬材料都是共价型或离子型固体； 3. 过渡金属化合物超硬材料具有共价键和金属键； 4. 超硬材料在元素周期表中都由位于中间位置的主族元素组成，这些元素具有最小离子、共价或金属半径，且固态中的原子间具有最大的结合能； 5. 元素中电子壳层的周期填充使固体中的原子半径或分子体积呈规律性变化； 6. 元素固相在变化时，如具有最小摩尔体积，则具有最大的体弹性模量、最大的结合能和最高的熔点。满足Aleksandrov 关系： k 为体弹性模量，Vm 为摩尔体积，Ec 为结合能对单一元素的固体，绝大多数在1-4；（一）由原子序数较小的元素形成的超硬化合物这些超硬材料由位于第2、3周期中的元素如：铍、硼、碳、氮、氧、铝、硅、磷的化合物组成。它们能形成三维刚性点阵、原子间具有较强的共价键。典型的离子-共价化合物例子是氧化物，如：刚玉Al2O3，超石英（SiO2的高压相）。这些超硬化合物主要有：BeO 、B6O 、P2O5、Al-B-O 系统、CNx 、SiC 、Be2C 、Si3N4及其它硼碳化合物、硼磷化物、硼硅化物等。（二）碳材料由于C 原子间存在不同类型的化学键合，所以C 存在大量的同素异构体和无序相。如 sp3 C 杂化键合形成的金刚石，是最硬的的已知材料。所以可将碳划到特殊材料。单晶金刚石的维氏硬度达70-140GPa 。另一sp3 C 杂化键合形成的六方金刚石具有与金刚石类似的力学性质。近年来，利用各种沉积技术，制备了高sp3 键合度的非晶碳膜，也称类金刚石薄膜。它的显微硬度达到70GPa 。足球烯C60是有C 的sp2 原子键合形成m c V E k ∝160.5/E kV c m -≡

BOPET和BOPP薄膜知识介绍

-- -- BOPE Ｔ和 BOPP 薄膜知识介绍 [转贴２0０6－05-24 １4:0４:５９ ] 发表者: huai ｗa BOPET 薄膜是双向拉伸聚酯薄膜。BOPET 薄膜具有强度高、刚性好、透明、光泽度高等特点;无嗅、无味、无色、无毒、突出的强韧性；其拉伸强度是ＰC 膜、尼龙膜的3倍，冲击强度是BOPP 膜的3-5倍，有极好的耐磨性、耐折叠性、耐针孔性和抗撕裂性等；热收缩性极小,处于12０°C 下，1５分钟后仅收缩1．2５％;具有良好的抗静电性，易进行真空镀铝，可以涂布PVDC ，从而提高其热封性、阻隔性和印刷的附着力;BOP ＥT 还具有良好的耐热性、优异的耐蒸煮性、耐低温冷冻性,良好的耐油性和耐化学品性等。 BOPET 薄膜除了硝基苯、氯仿、苯甲醇外,大多数化学品都不能使它溶解。不过，ＢＯP ＥT 会受到强碱的侵蚀,使用时应注意。BOPET 膜吸水率低，耐水性好,适宜包装含水量高的食品。ＢOP Ｐ薄膜是一种非常重要的软包装材料，应用十分广泛。BOPP 膜无色、无嗅、无味、无毒，并具有高拉伸强度、冲击强度、刚性、强韧性和良好的透明性。ＢOP Ｐ薄膜表面能低，涂胶或印刷前需进行电晕处理。可是,ＢO ＰP 膜经电晕处理后,有良好的印刷适应性，可以套色印刷而得到精美的外观效果，因而常用作复合薄膜的面层材料。ＢＯPP 膜也有不足，如容易累积静电、没有热封性等。在高速运转的生产线上，ＢOPP 膜容易产生静电,需安装静电去除器。为了获得可热封的BO ＰＰ薄膜,可以在ＢＯPP 薄膜表面电晕处理后涂布可热封树脂胶液，如P ＶDC 乳胶、ＥＶA 乳胶等，也可涂布溶剂胶,还可采用挤出涂布或共挤复合的方法生产可热封BOPP 膜。该膜广泛应用于面包、衣服、鞋袜等包装,以及香烟、书籍的封面包装。BOP Ｐ薄膜的引发撕裂强度在拉伸后有所提高，但继发撕裂强度却很低，因此,BOPP 膜两端面不能留有任何切口，否则B ＯPP 膜在印刷、复合时容易撕断。ＢOP Ｐ涂布不干胶后可生产封箱胶带,是BOP Ｐ用量较大的市场。 BOPP 薄膜可以用管膜法或平膜法生产。不同的加工方法得到的ＢＯPP 薄膜性能也不一样。平膜法生产的B ＯＰP 薄膜由于拉伸比大(可达8-10）,所以强度比管膜法高,薄膜厚度的均匀性也较好。为了得到较好的综合性能，在使用过程中通常采用多层复合的方法生产。BOP Ｐ可以与多种不同材料复合，以满足特殊的应用需要。如ＢOPP 可以与LDPE(CPP)、P Ｅ、P Ｔ、ＰＯ、PVA 等复合得到高度阻气、阻湿、透明、耐高、低温、耐蒸煮和耐油性能，不同的复合膜可应用于油性食品、珍味食品、干燥食品、浸渍食品、各种蒸煮熟食、味精、煎饼、年糕等包装。

2019年精密光电薄膜元器件龙头水晶光电聚焦光学新业务开启二次成长

目录一、精密光电薄膜元器件龙头，聚焦光学新业务开启二次成长 (1) 1.1 稳健经营，营收及利润稳定增长 (2) 1.2 聚焦新业务，构建二次成长曲线 (4) 二、多摄及高像素升级，IRCF受益需求数量及尺寸提升，收入有望重回高增长 (4) 2.1 手机摄像头高像素、多摄化，红外截止滤光片需求升级 (4) 2.2 公司是红外截止滤光片龙头，传统产品面临升级机遇，收入有望重回高增长 (11) 三、3D摄像、屏下指纹、潜望式等渗透率快速提升，新产品打开成长空间 (12) 3.1 3D摄像渗透率明后年有望快速提升，窄带滤光片有望放量 (12) 3.2 高倍光学变焦为手机光学关键创新，潜望式摄像头棱镜实现量产 (16) 3.3 光学屏下指纹识别成主流方案，滤光片成为新增量 (18) 四、AR眼镜出货量有望快速增长，前瞻卡位AR成像模组关键环节 (19) 4.1 光波导技术有望成为消费级AR眼镜光学系统主流选择 (19) 4.2 5G拓展VR/AR应用，2021年AR眼镜出货量有望快速增长 (21) 4.3 公司通过外延投资及产业合作前瞻布局AR市场 (21) 五、投资日本光驰推进新产品与新客户开拓，投资收益增厚业绩 (22) 六、盈利预测与评级 (23) 七、风险分析 (24)

图表目录图1：公司拥有的核心技术 (2) 图2：公司近年研发支出及占比 (2) 图3：公司上市以来收入及净利润 (3) 图4：公司上市以来资产负债率及ROE（17年发可转债） (3) 图5：公司2019H1各产品收入占比 (3) 图6：公司主要产品毛利率（%） (3) 图7：公司上市以来销售毛利率与净利率变化 (4) 图8：公司主要产品收入趋势（万元） (4) 图9：全球智能手机出货量及预测 (5) 图10：全球双摄像头手机渗透率逐步提升 (6) 图11：手机摄像头结构示意图1 (7) 图12：手机摄像头结构示意图2 (7) 图13：滤光片原理图 (8) 图14：五方光电IRCF组立件价格走势 (9) 图15：五方光电IRCF组立件单价 (9) 图16：2019-2022年智能手机摄像头及配套红外截止滤光片行业需求增长加速 (10) 图17：小米MIX Alpha 1亿像素1/1.33英寸超大感光元件 (11) 图18：索尼部分CMOS图像传感器像素与尺寸 (11) 图19：公司精密光电薄膜近年销量及增速 (12) 图20：公司精密光电薄膜近年收入及增速、毛利率 (12) 图21：前/后置3D成像有望在智能手机中迅速渗透 (14) 图22：3D成像及传感市场规模及应用市场分布 (14) 图23：公司2011-2023年3D成像及传感出货量预测 (14) 图24：3D成像技术三种方案 (15) 图25：3D结构光与TOF模组主要硬件 (16) 图26：10倍光学变焦与数码变焦的效果对比 (16) 图27：潜望式摄像头结构示意图1 (17) 图28：OPPO潜望式摄像头拆解 (17) 图29：屏幕指纹模组出货量及增速 (18) 图30：光学与超声波屏下指纹识别方案原理对比 (19) 图31：光学屏下指纹识别模组原理示意图 (19) 图32：AR与VR近眼显示系统示意图 (20) 图33：基于光波导的光学透视显示器 (20) 图34：AR光学显示系统的分类和产品举例 (20) 图35：全球VR/AR头显出货量预测 (21) 图36：基于光波导的光学透视显示器 (21) 图37：日本光驰近年收入与净利润 (23) 图38：公司近年采购光驰的光学镀膜机金额 (23)

薄膜技术发展历程

薄膜技术发展历程(一)：镀膜发展史化学镀膜最早用于在光学元件表面制备保护膜。随后，1817年，Fraunhofe在德国用浓硫酸或硝酸侵蚀玻璃，偶然第一次获得减反射膜，1835年以前有人用化学湿选法淀积了银镜膜它们是最先在世界上制备的光学薄膜。后来，人们在化学溶液和蒸气中镀制各种光学薄膜。50年代，除大快窗玻璃增透膜的一些应用外，化学溶液镀膜法逐步被真空镀膜取代。真空蒸发和溅射这两种真空物理镀膜工艺，是迄今在工业撒谎能够制备光学薄膜的两种最主要的工艺。它们大规模地应用，实际上是在1930年出现了油扩散泵---机械泵抽气系统之后。 1935年，有人研制出真空蒸发淀积的单层减反射膜。但它的最先应用是1945年以后镀制在眼镜片上。1938年，美国和欧洲研制出双层减反射膜，但到1949年才制造出优质的产品。1965年，研制出宽带三层减反射系统。在反射膜方面，美国通用电气公司1937年制造出第一盏镀铝灯。德国同年制成第一面医学上用的抗磨蚀硬铑膜。在滤光片方面，德国1939年试验淀积出金属—介质薄膜Fabry---Perot型干涉滤光片。在溅射镀膜领域，大约于1858年，英国和德国的研究者先后于实验室中发现了溅射现象。该技术经历了缓慢的发展过程。1955年，Wehner 提出高频溅射技术后，溅射镀膜发展迅速，成为了一种重要的光学薄膜工艺。现有两极溅射、三极溅射、反应溅射、磁控溅射和双离子溅射等淀积工艺。自50年代以来，光学薄膜主要在镀膜工艺和计算机辅助设计两个

方面发展迅速。在镀膜方面，研究和应用了一系列离子基新技术。1953年，德国的Auwarter申请了用反应蒸发镀光学薄膜的专利，并提出用离子化的气体增加化学反应性的建议。1964年，Mattox在前人研究工作的基础上推出离子镀系统。那时的离子系统在10Pa压力和2KV的放电电压下工作，用于在金属上镀耐磨和装饰等用途的镀层，不适合镀光学薄膜。后来，研究采用了高频离子镀在玻璃等绝缘材料上淀积光学薄膜。70年代以来，研究和应用了离子辅助淀积、反应离子镀和等离子化学气相等一系列新技术。它们由于使用了带能离子，而提供了充分的活化能，增加了表面的反应速度。提高了吸附原子的迁移性，避免形成柱状显微结构，从而不同程度地改善了光学薄膜的性能，是光学薄膜制造工艺的研究和发展方向。实际上，真空镀膜的发展历程要远远复杂的多。我们来看一个这个有两百年历史的科技历程： 19世纪真空镀膜已有200年的历史。在19世纪可以说一直是处于探索和预研阶段。探索者的艰辛在此期间得到充分体现。1805年, 开始研究接触角与表面能的关系(Young)。1817年, 透镜上形成减反射膜(Fraunhofer)。1839年, 开始研究电弧蒸发(Hare)。1852年, 开始研究真空溅射镀膜(Grove;Pulker)。1857年, 在氮气中蒸发金属丝形成薄膜(Faraday;Conn)。 1874年, 报道制成等离子体聚合物(Dewilde;Thenard)。1877年,薄膜的真空溅射沉积研究成功(Wright)。1880年, 碳氢化合物气相热解(Sawyer;Mann)。1887年, 薄膜的真空蒸

薄膜知识点汇总

第一章 1.真空的定义及其度量单位概念：利用外力将一定密闭空间内的气体分子移走，使该空间内的气压小于 1 个大气压，则该空间内的气体的物理状态就被称为真空。真空，实际上指的是一种低压的、稀薄的气体状态。目前标准大气压定义：0摄氏度时，水银密度13.59509g/cm 3，重力加速度 980.665cm/s 2时，760 mm 水银柱所产生的压强为1标准大气压。 1atm=1.01*105Pa=760Torr=1.0133*106 微巴低真空 105-102 气态空间近似为大气状态，分子以热运动为主，分子之间碰撞频繁。低真空，可以获得压力差而不改变空间的性质。中真空102-10-1 中真空，气体分子密度与大气状态有很大差别。气体分子的流动从黏滞流状态向分子状态过渡，气体对流现象消失。气体中带电离子在电场作用下，产生气体导电现象。（离子镀、溅射镀膜等气体放电和低温等离子体相关镀膜技术）高真空10-1-10-5 容器中分子数很少，分子平均自由程大于一般容器的线度，分子流动为分子流，分子与容器壁碰撞为主，在此真空下蒸发材料，粒子将按直线飞行。（拉制单晶、表面镀膜、电子管生产）超高真空 10-5-10-9 气体分子数更少，几乎不存在分子间碰撞，此时气体分子在固体表面上是以吸附停留为主。入射固体表面的分子数达到单分子层需要的时间也较长，可以获得纯净表面。（薄膜沉积、表面分析…) 极高真空《10-9 气体分子入射固体表面的频率已经很低，可以保持表面洁净。适合分子尺寸加工及纳米科学的研究。理想气体状态方程： 1. 最可几速率讨论速度分布 T n P k =T m PV R M = M RT M RT m kT v m 41.122===2. 平均速率计算分子运动平均距离 M RT M RT m kT v a 59.188===ππ

《薄膜介绍》word版

薄膜知识聚丙烯PP部分牌号介绍聚丙烯PP部分牌号介绍品名型号产地熔指g/10min 特性及用途拉丝级 T30S 大连西太 2.5-3.5 膜丝,纺织膜丝线,地毯背衬. 拉丝级 T30S 天津联化 3 纺织薄膜纱,地毯贴背. 拉丝级 T30S 华北一炼 3.2 用于包装绳和包装袋，地毯背衬，人造成草坪和各种用途的挤塑料网。拉丝级 T30S 大连有机 3 膜丝,纺织膜丝线,地毯背衬. 拉丝级 T30S 齐鲁石化 3 生产膜裂纤维（农用绳索，细绳，纺纱）单丝，拉伸膜，管膜，流涎膜。拉丝级 T30S 抚顺乙烯 2.5-3.5 编织袋,绳,地毯背衬,吹膜,集装袋. 拉丝级 T30S 中原乙烯 2.5-3.5 迁合于制作编织袋，打包带，绳索、地毯，被衬，家庭小用品，玩具，注射器。拉丝级 PP022 大连有机 3 膜丝,纺织膜丝线,地毯背衬. 拉丝级 PP022 前郭炼油 2.2-3.8 膜丝,纺织膜丝线,地毯背衬. 拉丝级 5004 辽阳烯烃 2.6-4.4 适用于切制薄膜（扁丝），单丝，和复丝。拉丝级 2401 燕化 2.5 编织袋和编织膜拉丝级 S1003 燕化 3.2 窄带，扁丝。拉丝级 163 南韩大林 3.5 加工性,机械物性优秀,自动包装袋,绳子. 纤维级 Z30S 独山子 22-28 均聚物,长丝,丙纶,丙纶短纤维. 纤维级 Z30S 任丘 25 适于中速到高速纺生产的细旦膨化丝，连续丝和长丝。纤维级 Z30S 西太 22-27 低速纺短纤维，BCF-CF复丝。纤维级 Z30S 抚顺乙烯 20 均聚物,长丝,丙纶,丙纶短纤维. 纤维级 185 南韩大林 38 高纺丝、窄分子量分布、无味。（适合于BCF，CF及低Denier短纤维的高速加工）纤维级 71735 辽阳烯烃 30-40 香烟过滤咀专用树脂，无纺布。纤维级 HY525 抚顺乙烯 35 无纺布共聚级 1647 燕化 10 耐高冲击的洗衣机底座,操作盘等. 共聚级 1947 燕化 28 耐高冲击的洗衣机内桶及汽车内饰件等. 共聚级 K8303 燕化 1.5 共聚注塑.高抗冲,器具,汽车部件共聚级 K7726 燕化 29 共聚注塑.高抗冲,洗衣机桶及部件. 共聚级 EPF30R 独山子 11-15 包装用品、罩板、家庭用品共聚级 EPS30R 独山子 1.2-1.8 中抗冲聚丙烯共聚产品，主要用于生产板条箱、中空材材、片材等。共聚级 EPS30R 天联 1.5 板条箱、桶包装袋、重型包装箱共聚级 EPS30R 齐鲁石化 1.2-1.8 中抗冲聚丙烯共聚产品，主要用于生产板条箱、中空材材、片材等。共聚级 P340 盘锦 0.7-1.3 管材、管件、食品箱