薄膜物理第3章薄膜的化学制备方法
薄膜材料第三章薄膜沉积的物理方法.
电阻加热蒸发沉积装置
3 薄膜沉积的物理方法
3.1 真空蒸发沉积（蒸镀）
3.1.2 蒸发沉积装置
三、闪烁蒸发：
待蒸发材料以粉末形式被送入送粉机构，通过机械式或 电磁式振动机构的触发，被周期性少量输送到温度极高的蒸 发盘上，待蒸发材料瞬间蒸发形成粒子流，随后输运到基片 完成薄膜的沉积。 1、蒸发温度： 与电阻加热蒸发基本相同 (1500~1900 ℃)。 2、主要改进： 解决了薄膜成分偏离源材料组分的问题！ 3、应用场合： 制备蒸发温度较低的半导体、金属陶瓷和氧化物薄膜。 4、主要问题： 蒸发温度依然有限； 待蒸发材料是粉末态，易于吸附气体且除气难度较大； 蒸发过程中释放大量气体，易导致“飞溅”，影响成膜质量。
2、主要优点：
与电子束蒸发类似，可避免加热体/坩锅材料蒸发污染薄膜； 加热温度高，可沉积难熔金属和石墨 (蒸发源即电极，须导电)； 设备远比电子束蒸发简单，成本较低。
3、主要问题：
电弧放电会产生 m大小的颗粒飞溅，影响薄膜的均匀性和质量。
电弧加热蒸发装置示意图
4、主要应用：沉积高熔点难熔金属及其化合物薄膜、碳材料薄膜 (如DLC薄膜)。
薄膜材料
3 薄膜沉积的物理方法
薄膜 沉积 的 物理 方法
蒸发（Evaporatio n） 物理气相沉积技术 (PVD) Physical Vapor Deposition 溅射（Sputtering ） 离化PVD （离子镀、IBAD 、IBD 等） 分子束外延 ( MBE ，Molecular Beam Epitaxy ) 外延技术 液相外延 (LPE ，Liquid Phase Epitaxy ) Epitaxy 热壁外延 (HWE ，Hot Wall Epitaxy )
薄膜材料的制备及其应用
薄膜材料的制备及其应用一、薄膜材料的基本概念和制备方法薄膜是指宽度很小，但厚度相对较薄的材料。
薄膜材料由于具有在空间限制下的卓越性质，被广泛应用于化学、生物、光电等领域。
常见的薄膜材料有聚合物、金属、陶瓷、玻璃等。
1.基于聚合物的薄膜制备方法聚合物薄膜制备方法包括溶液浇铸、界面聚合、自组装、化学气相沉积等多种技术。
其中，溶液浇铸法是最为普遍的一种方法，即将聚合物分散于溶剂中，通过蒸发-干燥过程制备膜材料。
2.基于金属的薄膜制备方法金属薄膜制备方法主要包括物理气相沉积、化学气相沉积、物理溅射和热蒸发等技术。
其中，物理气相沉积法是最常用的一种方法，依靠金属的高温蒸发和沉积，形成薄膜材料。
3.基于陶瓷的薄膜制备方法陶瓷薄膜材料的制备采用包括溶胶-凝胶法、物理气相沉积、离子束沉积和磁控溅射等多种技术。
其中，溶胶-凝胶法是一种低温制备技术，制备出的膜材料具有良好的化学稳定性和高纯度。
二、薄膜材料的应用1.生物医学领域在生物医学领域，薄膜被广泛应用于药物递送、人工器官、组织工程等方面。
聚合物薄膜材料具有良好的生物相容性和生物可降解性，广泛用于药物递送系统和组织工程中。
金属薄膜由于其良好的导电性能，可用于人体电刺激和成像等领域。
2.能源领域薄膜在太阳能电池、燃料电池、半导体器件等领域也有着重要的应用。
例如，聚合物薄膜用于太阳能电池、金属薄膜用于燃料电池、氧化物薄膜用于半导体领域。
3.环境领域薄膜在环境领域的应用主要包括水处理、气体净化、油污处理等方面。
例如，纳米复合薄膜用于水处理，可有效过滤掉微小颗粒和化学污染物；纳米多孔结构薄膜用于气体净化，可去除有害氧化物和有机物质；陶瓷薄膜用于油污处理，可高效分离和去除油污。
三、薄膜材料的发展趋势1.可持续、环保的材料未来薄膜材料的制备趋势是转向可持续、环保的材料。
例如，生物可降解聚合物薄膜可以在使用后被自然分解，减少环境影响。
2.多功能化材料未来的薄膜材料也将具备多种功能，例如，与生物组织相容、导电、光学响应等。
薄膜沉积的化学方法
高纯度薄膜对于某些应用至关重要，但化学方法沉积过程中杂质和 缺陷的控制难度较大。
反应条件控制
化学反应的条件，如温度、压力和反应物浓度，对薄膜的特性和质量 有显著影响，需要精确控制。
未来发展方向
1 2
新材料探索
随着科技的发展，对具有特殊性能的新型薄膜材 料的需求不断增加，探索新型化学沉积薄膜材料 是未来的重要方向。
原理
在电化学沉积过程中，电解液中的金属离子在电极上失去电子并还原成金属原子，这些原子在电极表 面逐渐积累形成连续的金属薄膜。
常见反应类型
阴极还原
在阴极上，金属离子获得电子并 还原成金属原子，这是电化学沉 积中最常见的反应类型。
共沉积
共沉积是指同时沉积出两种或多 种金属或非金属元素的过程，可 以通过改变电解液成分和电压来 实现。
离子束沉积
03
通过离子束轰击固体材料表面，将原子或分子溅射出来并在基
底上沉积成膜。
应用领域
微电子和半导体制造
用于制造集成电路、微电子器件和光电器件等。
光学薄膜
用于制造光学元件和反射镜等。
装饰和艺术品保护
用于制造装饰涂层和保护涂层等。
03
电化学沉积 (ECD)
定义与原理
定义
电化学沉积是一种通过在电解液中施加电压来使金属或化合物从溶液中析出并沉积在电极表面形成薄 膜的方法。
复合沉积
复合沉积是指沉积出的薄膜由两 种或多种材料组成，这些材料可 以在空间上相互分离，也可以混 合在一起。
应用领域
01
02
03
微电子器件制造
电化学沉积在微电子器件 制造中广泛应用，如薄膜 导电层、金属连线、电极 等。
表面工程
薄膜的制备方法有哪些
薄膜的制备方法有哪些薄膜是一种非常常见的材料形式，它在许多领域都有着广泛的应用，比如电子产品、光学器件、包装材料等。
薄膜的制备方法多种多样，包括物理方法、化学方法和生物方法等。
接下来，我们将介绍一些常见的薄膜制备方法。
首先，物理方法是制备薄膜的一种重要途径。
其中，蒸发法是一种常用的物理方法。
通过加热固体材料，使其升华成气体，然后在基底表面凝结成薄膜。
这种方法制备的薄膜质量较高，适用于制备金属薄膜和部分无机物薄膜。
其次，溅射法也是一种常见的物理方法。
在溅射法中，通过向靶材表面轰击离子或中性粒子，使靶材表面的原子或分子脱落，并在基底表面沉积成薄膜。
这种方法制备的薄膜具有较好的结晶性和附着力，适用于制备金属薄膜、氧化物薄膜等。
除了物理方法，化学方法也是制备薄膜的重要手段。
溶液法是一种常用的化学方法。
在溶液法中，将溶解了所需材料的溶液涂覆在基底表面，然后通过溶剂挥发或化学反应使溶液中的物质沉积成薄膜。
这种方法制备的薄膜适用范围广，可以制备有机薄膜、无机薄膜等。
此外，化学气相沉积（CVD）也是一种常用的化学方法。
在CVD 中，将气态前体物质输送到基底表面，经过化学反应生成薄膜。
这种方法制备的薄膜质量较高，适用于制备氧化物薄膜、氮化物薄膜等。
最后，生物方法也在制备薄膜中发挥着重要作用。
生物合成法是一种常见的生物方法。
在生物合成法中，利用生物体内的生物大分子，如蛋白质、多糖等，通过生物合成过程制备薄膜。
这种方法制备的薄膜具有生物相容性和可降解性，适用于医用材料等领域。
综上所述，薄膜的制备方法多种多样，包括物理方法、化学方法和生物方法等。
不同的制备方法适用于不同类型的薄膜材料，选择合适的制备方法对于薄膜的性能和应用具有重要意义。
希望本文能够帮助您更好地了解薄膜制备方法，为您的研究和应用提供参考。
薄膜制备方法
要想制备高纯的薄膜材料，一方面需要改善沉积的真空条件，另一 方面需要提高物质的蒸发以及薄膜的沉积速率。蒸发法可以做到。
真空蒸发装置
电阻式蒸发装置
使用温度高，在高温下的蒸汽压较低， 不与被蒸发物质发生化学反应、无放 气现象或造成其他污染、具有合适的 电阻率。
难熔金属：W，Mo，Ta
应用各种材料，如高熔点氧化物、高 温裂解BN、 石墨、难熔金属等制成 的坩埚也可以作为蒸发容器。 电阻加热，高频感应。
§2.1 真空蒸发镀膜
真空蒸发镀膜(简称真空蒸镀)是在真空室中，加热蒸发容器中欲形成薄膜 的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸气流，入射到固体(一般 为衬底或基片)表面，凝结形成固态薄膜的方法。
真空蒸镀法的主要物理过程是通过加热使蒸发材料变成气态，故该法又称 为热蒸发法。
这是1857年首先出Farady采用的最简单的制膜方法，现在巳获得广泛应用。 近年来，该方法的改进主要集中在蒸发源上。 ❖ 为了抑制或避免薄膜原材料与蒸发加热皿发生化学反应，改用耐热陶瓷坩埚，
其它办法
• 使用较多的蒸发物质作为蒸发源，即尽量 减小组元成分的相对变化率。
• 采用向蒸发容器中每次只加入少量被蒸发 物质的方法，使不同的组元能够实现瞬间 的同步蒸发。
• 利用加热至不同温度的双源或多源的方法， 分别控制和调节每一组元的蒸发速率。
瞬间蒸发法
采用这种方法的关键是要求以均 匀的速度将蒸发材料供给蒸发源， 以及选择合适的粉末粒度、蒸发 温度和落下粉尘料的比率。钨丝 锥形筐是用作蒸发源的比较好的 结构。如果使用蒸发舟和坩埚， 瞬间未蒸发的粉体颗粒就会残存 下来，变为普通蒸发。这种蒸发 法已用于各种合金膜(如Ni-Cr合 金膜)、III-V族及II-VI族半导体化 合物薄膜的制备。
薄膜材料的制备和应用研究进展
薄膜材料的制备和应用研究进展薄膜材料是一种在日常生活中用途广泛的材料。
它的应用范围涉及光学、电子、生物医学，甚至涂层等很多领域。
制备和应用研究方面也有很多成果，本文将从几个方面介绍薄膜材料的制备方法以及应用研究进展。
一、制备方法1、物理气相沉积法物理气相沉积法是指利用热能或者电子束激励的方式使材料蒸发并沉积在基底上形成薄膜。
这种方法可以制备高质量、高结晶度的薄膜材料。
其中分子束蒸发技术和反蒸发方法属于物理气相沉积法的一种，依靠非常高的真空和完整的分子束，可以制备出高质量的薄膜材料，但是设备成本也非常高。
2、化学气相沉积法化学气相沉积法是指在较低的气压环境下，将材料前驱体分子通过热解、裂解或者还原等化学反应，制备出薄膜材料。
这种方法成本较低，操作简单，可以制备大面积、高质量的薄膜，因此尤其适合大规模生产。
3、物理涂敷法物理涂敷法是指利用物理过程，将材料沉积在基底上形成薄膜。
常见的物理涂敷法有磁控溅射、电子束蒸发、激光蒸发等。
这种方法可以制备出膜层均匀、结构紧密的薄膜，但是缺点是沉积速度较慢，不能用于大面积生产。
4、化学涂敷法化学涂敷法是指利用化学反应将材料前驱体分子沉积在基底上形成薄膜。
常见的化学涂敷法有溶胶凝胶法、自组装法等。
这种方法可以制备出薄膜材料的更多形式，如多孔薄膜、纳米结构薄膜等。
但是化学反应的复杂度和化学材料的不稳定性也增加了制备过程的难度。
二、应用研究进展1、光电材料在光电领域，薄膜材料的应用非常广泛。
其中，一些透明导电薄膜材料如氧化铟锡、氧化镓锌、氧化铟和氧化钙、锡等材料已成为制作 OLED 光电器件的重要材料。
此外，半导体材料如氧化物和硫化物薄膜也被广泛应用于光电器件中，如可见光光伏器件、光传感器等。
因此，随着该领域的发展，薄膜材料在光电设备中的应用前景不断向好。
2、生物医学薄膜材料在生物医学领域的应用也越来越广泛。
其中，一种叫做生物基薄膜的材料能够在各种生物医学应用中发挥重要作用。
材料科学中的薄膜制备技术研究综述
材料科学中的薄膜制备技术研究综述薄膜作为一种重要的材料形态，在材料科学领域中具有广泛的应用。
薄膜制备技术的研究和发展，不仅能够扩展材料的功能性，并提高材料的性能，还可以为各个领域提供更多的应用可能性。
本文将综述材料科学中薄膜制备技术的研究进展，并重点探讨了几种常见的薄膜制备技术。
1. 物理气相沉积（PVD）物理气相沉积是一种常见的薄膜制备技术，它通过蒸发或溅射等方法将材料转化为蒸汽或离子，经过气相传输沉积在基底上形成薄膜。
物理气相沉积技术包括热蒸发、电子束蒸发、分子束外延和磁控溅射等方法。
这些方法在薄膜制备中具有高温、高真空和高能量等特点，能够制备出具有优异性能的薄膜。
然而，物理气相沉积技术在薄膜厚度的控制上存在一定的局限，且对于一些化学反应活性较高的材料来说，难以实现。
2. 化学气相沉积（CVD）化学气相沉积是一种将反应气体在表面上发生化学反应生成薄膜的方法。
CVD 技术根据反应条件的不同可以分为低压CVD、大气压CVD和等离子CVD等。
这些技术在实现复杂薄膜结构和化学组成控制上相较于PVD技术更具优势。
化学气相沉积技术可用于金属、氧化物、氮化物以及半导体材料等薄膜的制备。
然而，该技术所需的气体和化学物质成分较复杂，容易引起环境污染，并且对设备的要求较高。
3. 溶液法制备薄膜溶液法是一种常用的低成本、高效率的薄膜制备技术。
常见的溶液法包括旋涂法、浸渍法、喷涂法和柔性印刷法等。
这些方法通过将溶液中的溶质沉积在基底上，形成薄膜。
溶液法制备薄膜的优势在于简单易行、成本低、适用于大面积薄膜制备。
然而，溶液法制备出的薄膜常常具有较低的晶化程度和机械强度，且在高温和湿润环境下易失去稳定性。
4. 磁控溅射技术磁控溅射技术是一种通过离子轰击固体靶材的方法制备薄膜。
在磁控溅射过程中，离子轰击靶材，使靶材表面的原子转化为蒸汽，然后通过惰性气体的加速将蒸汽沉积在基底上。
磁控溅射技术可用于金属、氧化物、氮化物等薄膜的制备，并可实现厚度和成分的精确控制。
薄膜制备工艺技术
薄膜制备工艺技术薄膜制备工艺技术是指通过化学合成、物理沉积、溶液制备等方法制备出具有一定厚度和特殊性能的薄膜材料的技术。
薄膜广泛应用于光电子、微电子、光学、传感器、显示器、纳米技术等领域。
本文将详细介绍几种常见的薄膜制备工艺技术。
第一种是物理沉积法。
物理沉积法主要包括物理气相沉积法（PVD）和物理溶剂沉积法（PSD）两种。
其中，物理气相沉积法是将固态材料加热至其熔点或升华点，然后凝华在基底表面上形成薄膜。
而物理溶剂沉积法则是通过在沉积过程中溶剂的挥发使溶剂中溶解的材料沉积在基底表面上。
物理沉积法具有较高的沉积速度和较低的工艺温度，适用于大面积均匀薄膜的制备。
第二种是化学沉积法。
化学沉积法通过在基底表面上进行化学反应，使反应物沉积形成薄膜。
常见的化学沉积法有气相沉积法（CVD）、溶液法和凝胶法等。
气相沉积法是将气体反应物输送至反应室内，通过热、冷或化学反应将气体反应物沉积在基底表面上。
而溶液法是将溶解有所需沉积材料的溶液涂覆在基底表面上，通过溶剂挥发或加热使溶液中的沉积材料沉积在基底上。
凝胶法则是通过凝胶溶胶中的凝胶控制沉积材料的沉积，形成薄膜。
化学沉积法成本低、制备工艺简单且适用于大面积均匀薄膜的制备。
第三种是离子束沉积法（IBAD）、激光沉积法和磁控溅射法。
离子束沉积法是通过加速并聚焦离子束使其撞击到基底表面形成薄膜。
激光沉积法则是将激光束照射在基底表面上，通过激光能量转化和化学反应形成薄膜。
磁控溅射法是将材料附着在靶上，通过离子轰击靶表面并溅射出材料颗粒，最终沉积在基底表面上。
这些方法制备的薄膜具有优异的结构和性能，适用于制备复杂结构和功能薄膜。
综上所述，薄膜制备工艺技术包括物理沉积法、化学沉积法、离子束沉积法、激光沉积法和磁控溅射法等多种方法。
不同的方法适用于不同的材料和薄膜要求，可以根据具体需求选择合适的工艺技术。
第三讲_薄膜的物理气相沉积-蒸发沉积
提高薄膜的沉积速率和真空度，均有助于提高薄膜纯度
蒸发沉积技术的种类
电阻热蒸发 电子束热蒸发 电弧热蒸发 激光束热蒸发 空心阴极热蒸发
电阻式热蒸发装置
特点： 装置简单，应用广泛 需要针对不同的被蒸发材料选择加热材料和方法 加热温度不能过高，易产生电阻丝等加热材料的污染
A A xA pA (0) M B B B x B pB (0) M A
都将不同于合金中的组元之比
合金中各元素的热蒸发
合金组元的蒸气压之比一般都要偏离合金的原 始成分。当组元A与其他组元的吸引作用力较小时 ，它将拥有较高的蒸气压；反之，其蒸气压将相对 较低。 当需要制备的薄膜成分已知时，由上式可以确 定所需要使用的合金蒸发源的成分。比如，已知在 1350K的温度下，Al的蒸气压高于Cu，因而为了获 得Al-2%Cu成分的薄膜，需要使用的蒸发源的大致 成分应该是Al-13.6%Cu。但当组元差别很大时，这 一方法就失去了可行性。
合金中各元素的热蒸发
对于初始成分确定的蒸发源来说，由上式确定的 组元蒸发速率之比将随着时间而发生变化: 易于蒸发 的组元的优先蒸发将造成该组元的不断贫化，进而造 成该组元蒸发速率的不断下降。
解决这一问题的办法
使用较多的物质作为蒸发源，即尽量减小组元成分的相 对变化 采用向蒸发容器中不断地、但每次仅加入少量被蒸发物质 的方法，即使得少量蒸发物质的不同组元能够实现瞬间的 同步蒸发 利用加热至不同温度的双蒸发源或多蒸发源的方法，分别 控制和调节每个组元的蒸发速率(所谓三温度法)
第三讲
薄膜材料的蒸发沉积
Preparation of thin films by vacuum evaporation
薄膜制备方法分类
薄膜制备方法分类薄膜制备是一种常见的材料加工方法，广泛应用于光电子、电子器件、能源存储和传输等领域。
根据不同的制备原理和工艺流程，薄膜制备方法可以分为物理气相沉积、化学气相沉积、溶液法、热蒸发和物理涂覆等几个主要类别。
一、物理气相沉积物理气相沉积是利用气体在真空环境下的物理性质进行薄膜制备的一种方法。
其中，磁控溅射和激光热蒸发是常用的技术。
1. 磁控溅射磁控溅射是利用高能粒子轰击靶材，使靶材表面的原子或分子脱离，并在基底上形成薄膜的方法。
该方法具有制备薄膜成分均匀、致密度高、附着力强等优点，适用于制备金属、合金和化合物薄膜。
2. 激光热蒸发激光热蒸发是利用激光束瞬间加热靶材，使其表面温度升高到蒸发温度，从而形成薄膜的方法。
该方法具有制备速度快、薄膜质量高、适用范围广等优点，适用于制备金属、合金、氧化物和硅等薄膜。
二、化学气相沉积化学气相沉积是利用气体中的化学反应来制备薄膜的一种方法。
其中，化学气相沉积包括低压化学气相沉积和金属有机化学气相沉积。
1. 低压化学气相沉积低压化学气相沉积是利用气体在较低压力下进行化学反应，形成薄膜的方法。
该方法具有制备速度快、成膜均匀、控制性好等优点，适用于制备金属、合金和化合物薄膜。
2. 金属有机化学气相沉积金属有机化学气相沉积是利用金属有机化合物在高温下分解产生金属原子，再与基底上的衬底反应形成薄膜的方法。
该方法具有制备薄膜质量高、薄膜成分均匀、附着力强等优点，适用于制备金属、合金和氧化物薄膜。
三、溶液法溶液法是将溶液中的材料通过溶液沉积的方式形成薄膜的方法。
常用的溶液法包括旋涂法、浸渍法和喷涂法。
1. 旋涂法旋涂法是将溶液均匀涂敷在基底上，然后通过旋转基底使溶液均匀铺展形成薄膜的方法。
该方法具有制备薄膜速度快、成本低廉、适用范围广等优点，适用于制备聚合物、有机物和无机物薄膜。
2. 浸渍法浸渍法是将基底浸入溶液中，使溶液渗透到基底孔隙中，然后通过蒸发溶剂或化学反应形成薄膜的方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3.2.1 CVD的主要化学反应类型
热解 反应
还原 反应
氧化 反应
置换 反应
歧化 反应
输运 反应
第三章 薄膜制备的化学方法
3.2 化学气相沉积（CVD）
3.2.3 CVD沉积装臵
一、概述：
运、污染较大 常压 CVD ：无需真空、靠载气输 按工作压力不同，可分 为 载气、污染小 低压 CVD ：易于气化反应物、无 ℃） 低温 CVD （200 ~ 500 按沉积温度不同，可分 为 中温 CVD （500 ~ 1000 ℃） 高温 CVD （1000~ 1300 ℃） 3）分类： 热壁 CVD ：整炉高温、等温环境 按加热方式不同，可分 为 基片架） 冷壁 CVD ：局部加热（仅基片和 热激活（普通CVD ） 可分为 光致活化 CVD （紫外光、激光、可见 光） 按反应激活方式不同， 等离子体激活（ P ECVD）
第三章 薄膜制备的化学方法
3.3 薄膜的化学溶液制备技术 电化学镀膜方法
概念：电流通过在电解液中的流动而产生化学反应，在阳极或阴极上沉积薄膜的方法。
阳极 氧化反应 生长 表面，利用 具体地，即利用电解反应，在 沉积 阴极 还原反应 氧化物 阳极氧化 薄膜 金属 电镀
第三章 薄膜制备的化学方法
3.3 溶液化学镀膜方法
溶胶-凝胶技术
一、概念：
将III、V、VI族金属/半金属元素的有机化合物 和无机盐 (氯化物、硝酸盐、乙酸盐) 溶于有 机溶剂 (乙酸、丙酮等) 中获得溶胶镀液，采用浸渍或离心甩胶等方法涂覆于基片表面，因溶胶水 解而获得胶体膜，之后再进行干燥脱水处理获得氧化物等固体薄膜的方法。膜厚取决于溶液中金 属有机化合物的浓度、溶胶液的温度和黏度、基片的旋转速度、角度以Leabharlann 环境温度等。薄膜材料与技术
第三章 薄膜制备的化学方法
宋春元 博士 材料科学与工程学院
第三章 薄膜制备的化学方法
概 念：薄膜制备过程中，凡是需要在一定化学反应发生的前提下完成薄膜制备的
技术方法，统称为薄膜沉积的化学方法。
条
热激活作用：CVD、热生长 件：化学反应需要能量输入和诱发 电化学作用：电镀、阳极氧化处理
第三章 薄膜制备的化学方法
只有基片拉出水面时才有膜沉积，LB薄膜每层分子的亲水基指向基片表面。
二、典型实例 (制备TiO2光催化功能薄膜)：
水解：Ti(OC2H5)(钛酸乙酯) + 4H2O H4TiO4 + 4C2H5OH(乙醇)
℃ 脱水： H4T iO4 120 T iO2 2H2O
第三章 薄膜制备的化学方法
LB技术
Langmuir-Blodgett技术（LB技术）是指把液体表面的有机单分子膜转
分
第三章 薄膜制备的化学方法
化学气相沉积（CVD，Chemical Vapor Deposition）
在热CVD法中，把含有要生成膜材料的挥发性化合物（称为源）汽化，尽可能均 匀地送到加热至高温的基片上，在基片上进行分解、还原、氧化、置换等化学反
应，并在基片上生成薄膜。作为挥发性化合物使用的有卤化物、有机化合物、碳
移到固体衬底表面上的一种成膜技术。得到的有机薄膜称为LB薄膜。
原理：将有机分子分散在水面上，沿水平方向对水面施加压力，使分子 在水面上紧密排列，形成一层排列有序的不溶性单分子层。再利用端基 与固体基片表面的吸附作用，将单分子层沉积在基片上。
第三章 薄膜制备的化学方法
其分子具有两性基：
亲水基：羧基（-COOH），醇基（-OH）等； 不亲水基(疏水基)：CH3等；
CH3
亲油基
CH2
C O OH
亲水基 水
第三章 薄膜制备的化学方法
单分子层的转移（沉积）
根据薄膜分子在基片上的相对取向，LB薄膜结构可分为X型、Y型、 Z型三种类型。
基片每次进出水面时都有分子沉积。LB薄膜每层分子的亲水基与亲水基 相连，亲油基与亲油基相连。
第三章 薄膜制备的化学方法
只有基片进入水面时才有膜沉积，LB薄膜每层分子的亲油基指向基片表面。
氢化合物、碳酰等。
CVD法制备薄膜过程描述（四个阶段）
（1）反应气体向基片表面扩散； （2）反应气体吸附于基片表面； （3）在基片表面发生化学反应； （ 4 ）在基片表面产生的气相副产物脱离表面，向空间扩散或被抽气系统抽走； 基片表面留下不挥发的固相反应产物----薄膜。
第三章 薄膜制备的化学方法
化学制备、工艺控制复杂、有可能涉及高温环境。
优、缺点：设备简单、成本较低、甚至无需真空环境即可进行；
CVD ） 化学气相沉积（ 气相反应方法 热生长 电镀 电化学沉积 阳极氧化 类： 本章内容以CVD 为主 液相反应方法 溶液化学反应 化学镀 溶胶凝胶法 L - B 技术