薄膜技術與薄膜材料(材料科學與工程係列) 田民波,李正操著 9787302274834 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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田民波，李正操著 著

圖書標籤:

• 薄膜技術
• 薄膜材料
• 材料科學
• 材料工程
• 物理學
• 化學
• 錶麵工程
• 真空技術
• 半導體材料
• 功能材料

店鋪： 博遠慧達圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302274834

商品編碼：10984700479

包裝：平裝

齣版時間：2011-12-01

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基本信息

書名:薄膜技術與薄膜材料(材料科學與工程係列)

定價：49.00元

作者:田民波,李正操著

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2011-12-01

ISBN：9787302274834

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.781kg

編輯推薦

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內容提要

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薄膜及微細加工技術的應用範圍極為廣泛，從大規模集成電路、電子元器件、平闆顯示器、信息記錄與存儲、MEMS、傳感器、白光LED固體照明、太陽能電池到材料的錶麵改性等，涉及高新技術産業的各個領域。本書內容包括真空技術基礎、薄膜製備、微細加工、薄膜材料及應用等4大部分，涉及薄膜技術與薄膜材料的各個方麵，知識全麵，脈絡清晰。《薄膜技術與薄膜材料》共17章，文字通俗易懂，並配有大量圖解，每章後麵附有習題，有利於對基本概念和基礎知識的理解、掌握與運用。本書可作為材料、機械、精密儀器、化工、能源、微電子、計算機、物理、化學、光學等學科本科生及研究生教材，對於從事相關行業的科技工作者與工程技術人員，也具有極為難得的參考價值。

目錄

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第1章 真空技術基礎
1.1真空的基本知識
1.2真空的錶徵
1.3氣體分子與錶麵的相互作用
習題
第2章 真空泵與真空規
2.1真空泵
2.2真空測量儀器——總壓強計
2.3真空測量儀器——分壓強計
習題
第3章 真空裝置的實際問題
3.1排氣的基礎知識
3.2材料的放氣
3.3排氣時間的估算
3.4實用的排氣係統
3.5檢漏
3.6大氣溫度與濕度對裝置的影響
3.7烘烤用的內部加熱器
3.8化學活性氣體的排氣
習題
第4章 氣體放電和低溫等離子體
4.1帶電粒子在電磁場中的運動
4.2氣體原子的電離和激發
4.3氣體放電發展過程
4.4低溫等離子體概述
4.5輝光放電
4.6弧光放電
4.7高頻放電
4.8低壓力、高密度等離子體放電
習題
第5章 薄膜生長與薄膜結構
5.1薄膜生長概述
5.2吸附、錶麵擴散與凝結
5.3薄膜的形核與生長
5.4連續薄膜的形成
5.5薄膜的生長過程與薄膜結構
5.6非晶態薄膜
5.7薄膜的基本性質
5.8薄膜的粘附力和內應力
5.9電遷移
習題
第6章 真空蒸鍍
6.1概述
6.2鍍料的蒸發
6.3蒸發源
6.4蒸發源的蒸氣發射特性與基闆配置
6.5蒸鍍裝置及操作
6.7化閤物膜的蒸鍍
6.8脈衝激光熔射(pla)
6.9分子束外延技術
習題
第7章 離子鍍和離子束沉積
7.1離子鍍原理及方式
7.2幾種典型的離子鍍方式
7.3離子束沉積
7.4離子束混閤
習題
第8章 濺射鍍膜
8.1離子濺射
8.2濺射鍍膜方式
8.3濺射鍍膜的實例
習題
第9章 化學氣相沉積(cvd)
9.1化學氣相沉積(cvd)概述
9.2熱cvd
9.3等離子體cvd(pcvd)
9.4光cvd(photocvd)
9.5有機金屬cvd(mocvd)
9.6金屬cvd
9.7半球形晶粒多晶si-cvd(hsg-cvd)
9.8鐵電體的cvd
9.9低介電常數薄膜的cvd
習題
第10章 乾法刻蝕
10.1乾法刻蝕與濕法刻蝕
10.2等離子體刻蝕——激發反應氣體刻蝕
10.3反應離子刻蝕(rie)
10.4反應離子束刻蝕(ribe)
10.5氣體離化團束(gcib)加工技術
10.6微機械加工
10.7乾法刻蝕用離子源的開發
習題
第11章 平坦化技術
11.1平坦化技術的必要性
11.2乾坦化技術概要
11.3不發生凹凸的薄膜生長
11.4沉積同時進行加工防止凹凸發生的薄膜生長
11.5薄膜生長後經再加工實現平坦化
11.6埋人技術實例
11.7化學機械研磨(cmp)技術
11.8氣體離化團束(gcib)加工平坦化
11.9大馬士革法(damascene)布綫及平坦化
11.10平坦化技術與光刻製版術
11.111c多層布綫已進展到第四代
習題
第12章 錶麵改性及超硬膜
12.1錶麵改性
12.2超硬膜用於切削刀具
習題
第13章 能量及信號變換用薄膜與器件
13.1能量變換薄膜與器件
13.2傳感器
13.3金剛石薄膜的應用
習題
第14章 半導體器件、記錄和存儲用薄膜技術與薄膜材料
14.1半導體器件
14.2記錄與存儲
習題
第15章 平闆顯示器中的薄膜技術與薄膜材料
15.1平闆顯示器
15.2液晶顯示器
15.3等離子體平闆顯示器
15.4有機電緻發光顯示器(oled)
習題
第16章 太陽電池中的薄膜技術與薄膜材料
16.1太陽電池的原理和薄膜太陽電池的優勢
16.2太陽電池和光伏發電的新進展
16.3矽係薄膜太陽電池
16.4cdte太陽電池
16.5cigs太陽電池
16.6超高效率多串結ⅲ—v族化閤物半導體太陽電池
16.7有機薄膜型太陽電池
16.8色素增感(染料敏化)太陽電池
習題
第17章 白光led固體照明與薄膜技術
17.1半導體固體發光器件的基礎——發光過程
17.2發光二極管和藍光led
17.3白光led固體照明器件
17.4激光二極管
習題
參考文獻
作者書係

作者介紹

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文摘

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序言

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現代科學技術的基石：先進功能材料與精密製造 在日新月異的科技浪潮中，材料科學與工程始終扮演著驅動創新的核心角色。從微觀世界的原子排列到宏觀器件的結構設計，新材料的研發與製造技術的突破，不斷拓展著人類認知與改造自然的邊界。本書聚焦於當今科技發展前沿的兩大關鍵領域——先進功能材料的設計、製備與性能調控，以及與之緊密相連的精密製造技術，旨在為讀者提供一個係統、深入的知識框架，揭示材料與技術如何協同作用，支撐起現代社會的復雜係統和前沿應用。 第一部分：功能材料的微觀世界與宏觀性能 本部分將帶領讀者走進功能材料的微觀世界，深入理解其結構、性能與應用之間的內在聯係。我們從晶體學基礎齣發，探討原子鍵閤、晶格結構、點缺陷、綫缺陷和晶界等微觀結構特徵如何影響材料的宏觀力學、電學、磁學、光學和熱學性能。 金屬材料的奧秘： 深入剖析金屬的晶體結構、相變、強化機製（固溶強化、形變強化、沉澱強化、晶粒細化）以及斷裂韌性。我們將重點介紹高性能閤金，如高強度鋼、耐熱閤金、形狀記憶閤金等，及其在航空航天、汽車製造、能源領域的應用。同時，也會探討金屬的腐蝕與防護，以及金屬基復閤材料的發展趨勢。 陶瓷材料的堅韌與絕緣： 陶瓷材料以其優異的耐高溫、耐腐蝕、高硬度和良好的絕緣性而聞名。我們將詳細介紹氧化物陶瓷（如氧化鋁、氧化鋯）、氮化物陶瓷（如氮化矽、碳化矽）和碳化物陶瓷的製備工藝、微觀結構以及在電子器件、生物醫學、耐火材料等領域的應用。特彆關注功能陶瓷，如壓電陶瓷、鐵電陶瓷、介電陶瓷等，及其在傳感器、執行器、儲能器件中的作用。 高分子材料的多樣性與可塑性： 高分子材料因其輕質、可加工性好、成本低廉等優點，在國民經濟的各個領域得到廣泛應用。本部分將深入探討聚閤物的結構（綫型、支化、交聯、嵌段共聚）、分子量及其分布、鏈構象對宏觀性質的影響。我們將分析不同類型的高分子材料，包括通用塑料、工程塑料、特種工程塑料、彈性體、熱固性樹脂和縴維，以及它們在包裝、紡織、電子、醫療器械等領域的應用。此外，還將重點介紹功能性高分子材料，如導電高分子、生物可降解高分子、形狀記憶高分子等。 復閤材料的協同優勢： 復閤材料是將兩種或多種不同材料通過物理或化學方法結閤，以獲得單一材料無法比擬的優異性能。我們將係統介紹不同類型的復閤材料，包括縴維增強復閤材料（如碳縴維增強聚閤物）、顆粒增強復閤材料、層狀復閤材料和夾層復閤材料。深入分析基體材料和增強體材料的選擇原則、界麵設計與優化、以及復閤材料的增強機製和失效模式。重點闡述其在航空航天、汽車、風能、體育用品等領域的應用實例。 納米材料的奇特性質： 納米材料是指尺寸在1-100納米範圍內的材料，由於量子效應和錶麵效應，它們通常錶現齣與宏觀材料截然不同的物理化學性質。我們將介紹納米材料的製備方法（自上而下法、自下而上法），包括納米顆粒、納米綫、納米管、納米薄膜等。深入探討納米材料在催化、傳感、儲能、生物醫學、光學等領域的突破性應用。 第二部分：精密製造技術：從設計到成品的橋梁 材料的優異性能需要通過精確的製造技術纔能得以實現和應用。本部分將聚焦於現代精密製造技術，涵蓋從傳統製造到前沿增材製造的各個方麵，強調工藝參數控製、質量檢測與評價的重要性。 傳統的精密成形技術： 詳細介紹精密鑄造、精密鍛造、精密擠壓、精密壓力加工等傳統成形技術，分析其工藝原理、設備要求、適用材料及精度控製。例如，在精密鑄造方麵，我們將探討熔模鑄造、離心鑄造等技術在航空發動機葉片、精密模具等領域的應用。 先進的精密切削與加工： 深入分析高速切削、精密磨削、精密拋光等先進切削加工技術。重點介紹數控（CNC）技術在提高加工精度、效率和自動化水平方麵的作用。探討超精密加工技術，如離子束拋光、原子層沉積（ALD）等，在製造光學元件、半導體器件中的關鍵地位。 錶麵工程技術： 錶麵性能對材料的整體性能至關重要。本部分將介紹物理氣相沉積（PVD）、化學氣相沉積（CVD）、電鍍、陽極氧化、熱處理等錶麵改性技術，旨在提高材料的耐磨性、耐腐蝕性、硬度、導電性或光學特性。例如，PVD技術在製造硬質閤金刀具、光學鍍膜等方麵的應用。 增材製造（3D打印）的革命： 增材製造以其“按需製造、逐層疊加”的獨特優勢，正在顛覆傳統的製造模式。我們將係統介紹激光熔融沉積（SLM）、電子束熔融（EBM）、熔融沉積成型（FDM）、立體光固化（SLA）等主流3D打印技術。深入分析不同工藝的適用材料（金屬、陶瓷、高分子）、工藝參數優化、後處理技術以及在航空航天、醫療器械、模具製造等領域的廣泛應用。特彆關注設計自由度、材料性能定製以及小批量、復雜結構件製造的潛力。 微納製造技術： 隨著電子器件和生物技術的飛速發展，微米和納米尺度結構的製造變得日益重要。我們將介紹光刻、電子束刻蝕、微機械加工、自組裝等微納製造技術，及其在半導體集成電路、微機電係統（MEMS）、微流控芯片等領域的應用。 過程監測與質量控製： 精密製造過程中的實時監測與精確控製是保證産品質量的關鍵。本部分將介紹在綫檢測技術，如光學測量、超聲波檢測、X射綫檢測等，以及離綫檢測技術，如掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、原子力顯微鏡（AFM）等。探討質量管理體係在精密製造中的作用。 第三部分：學科交叉與前沿展望 材料科學與工程是一個高度交叉的學科，其發展離不開物理學、化學、力學、信息科學等相關學科的支撐。本書的最後部分將探討材料科學與工程與其他學科的交叉融閤，以及該領域的未來發展趨勢。 計算材料學與材料設計： 介紹第一性原理計算、分子動力學模擬、有限元分析等計算工具在預測材料性能、指導實驗設計、加速新材料開發方麵的作用。 智能材料與自適應係統： 探討能夠感知環境變化並作齣響應的智能材料，如形狀記憶材料、傳感材料、自修復材料等，及其在機器人、智能穿戴設備、先進結構中的應用前景。 可持續材料與綠色製造： 關注可再生、可降解、易迴收的環保材料以及低能耗、低排放的綠色製造工藝，以應對日益嚴峻的環境挑戰。 生物材料與仿生設計： 介紹用於醫療器械、組織工程、藥物輸送等領域的生物兼容性材料，以及從自然界汲取靈感進行的仿生材料設計。 本書力求通過嚴謹的學術梳理和豐富的實例分析，幫助讀者建立起對現代材料科學與精密製造技術的全麵認識。無論是對從事科研工作的學者，還是對緻力於技術創新的工程師，亦或是對科技發展充滿好奇的學習者，本書都將是一本寶貴的參考資料，激發更深入的思考與探索。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對新能源技術，特彆是太陽能電池領域非常感興趣的學生。我知道薄膜技術在光伏發電領域扮演著極其重要的角色，從早期的非晶矽薄膜電池，到現在的銅銦鎵硒（CIGS）薄膜電池、碲化鎘（CdTe）薄膜電池，以及新興的鈣鈦礦薄膜太陽能電池，它們都在不斷地推動著太陽能發電的效率提升和成本降低。我希望這本書能詳細介紹這些不同類型的薄膜太陽能電池的材料特性、製備工藝、性能評價以及發展前景。比如，對於CIGS薄膜電池，我希望能瞭解銅、銦、鎵、硒等元素的配比對電池性能的影響，以及濺射、蒸發等製備方法的優劣。對於鈣鈦礦薄膜電池，雖然其穩定性仍是挑戰，但其高效率和低成本的潛力讓我非常著迷，書中能否深入探討其穩定性的提升策略，以及不同空穴傳輸層和電子傳輸層材料的選擇？此外，對於薄膜技術在其他新能源領域的應用，例如儲能器件中的電極材料薄膜、燃料電池中的隔膜薄膜等，也希望能有所涉及，從而拓寬我對新能源材料的認知。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計樸實無華，帶著一種嚴謹的學術氣息，讓人一看就知道這是一本實打實的專業書籍。我一直對材料科學領域有著濃厚的興趣，特彆是那些能夠改變我們生活、推動科技進步的創新材料。薄膜技術，在我看來，就是這樣一個充滿魅力的領域。我常常想象，那些厚度隻有納米級的薄膜，是如何在半導體製造、顯示技術、新能源、甚至生物醫學等諸多前沿領域發揮著至關重要的作用。從最基礎的製備方法，到各種薄膜的性能錶徵，再到它們在實際應用中的挑戰與突破，這些都是我迫切想要瞭解的內容。尤其是那些關於新型薄膜材料的探索，比如具有特殊光學、電學、磁學性質的薄膜，或者能夠實現自修復、柔性化等功能的薄膜，它們代錶著材料科學的未來方嚮，也蘊藏著巨大的商業潛力。我希望能在這本書中找到對這些內容詳盡的闡述，無論是理論上的推導，還是實驗上的數據支持，都能夠讓我對薄膜技術和薄膜材料有一個更深刻、更全麵的認識。這本書的齣版，對於我們這些在相關領域學習和研究的學生、科研人員來說，無疑是一份寶貴的財富，它能夠幫助我們搭建堅實的知識體係，也能為我們指明新的研究方嚮。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對光學工程領域略有涉獵的從業者，我對薄膜在光學器件中的應用一直抱有極大的好奇心。從簡單的增透膜、反射膜，到復雜的濾波片、光柵，再到更前沿的超材料和結構色薄膜，它們的工作原理和設計製造過程都充滿瞭精妙的技術。我希望這本書能夠深入剖析薄膜的光學特性是如何與材料的微觀結構、化學成分以及製備工藝緊密聯係的。比如，對於抗反射塗層，我希望能瞭解不同材料組閤、不同層數的優化設計，以及如何根據不同的波長範圍和入射角度來實現最佳的減反射效果。對於一些高性能的光學薄膜，如用於激光器的損傷閾值高的保護膜，或者用於高光譜成像的窄帶濾光膜，其材料的選擇、製備的精度以及錶徵的復雜性，都是我特彆關注的方麵。書中如果能提供一些具體的案例分析，或者對不同類型光學薄膜的優缺點進行對比，那就更好瞭。我還對一些新興的光學薄膜應用感興趣，比如在柔性顯示屏中的透明導電薄膜、在VR/AR設備中的衍射光學元件薄膜等。這本書能否為我解答這些疑惑，讓我更清晰地理解薄膜技術在光學工程中的無限可能？

評分☆☆☆☆☆

一直以來，我對納米材料和薄膜材料的交叉領域充滿瞭好奇，特彆是那些具有獨特量子尺寸效應和錶麵效應的新型薄膜材料。我希望這本書能夠深入探討一些具有前瞻性的薄膜材料，例如二維材料（如石墨烯、MXene）在製備成薄膜後的性能錶現，以及它們在傳感器、催化劑、柔性電子器件等方麵的應用潛力。我還對智能薄膜和響應性薄膜非常感興趣，比如那些能夠根據外界刺激（如溫度、光照、電場、磁場）改變自身性質的薄膜，它們在智能傳感器、驅動器、自適應光學係統等領域具有廣闊的應用前景。書中能否提供關於這些新型薄膜材料的理論模型、實驗製備和性能分析，以及它們在未來科技發展中的可能影響？我期待能在這本書中找到關於如何設計、製備和應用這些具有革命性潛力的薄膜材料的深刻見解，從而激發我在這方麵的研究靈感。

評分☆☆☆☆☆

我從事的是精密儀器製造行業，對於材料的錶麵處理和功能化有著很高的要求。薄膜技術在提升材料的耐磨性、耐腐蝕性、導電性、絕緣性以及賦予特殊光學、磁學性能等方麵，都發揮著不可替代的作用。我希望這本書能夠重點闡述各種薄膜的沉積技術，比如物理氣相沉積（PVD）、化學氣相沉積（CVD）、溶膠-凝膠法、電化學沉積等，並分析不同方法的優缺點，以及它們在製備不同類型薄膜時的適用性。我特彆關注那些能夠實現高緻密性、高均勻性、高附著力的薄膜製備技術，因為這些直接關係到最終器件的性能和壽命。此外，對於薄膜的性能錶徵方法，如SEM、TEM、AFM、XPS、XRD等，書中能否提供詳細的介紹，以及如何通過這些錶徵來理解薄膜的微觀結構與宏觀性能之間的關係？我還希望瞭解一些在精密製造領域，如微電子、MEMS、光學元件等方麵的薄膜應用實例，以及它們在實際生産中遇到的挑戰和解決方案。