简介
能源、材料、信息科学是新技术革命的先导和支柱。作为特殊形态的电子薄膜，已成为微电子学、光电子学、磁电子学、刀具超硬化、传感器、太阳能利用等新兴学科的材料基础，是高新技术的重要组成部分。本书内容既介绍各类固体薄膜的研究和发展资料，也包括国内学者和著者的研究成果，反映了当前学科的先进水平。本书既可作为相关专业高年级大学生及研究生的教学参考书，也可供广大从事薄膜科学与技术的工程技术人员、科技工作者参考。
目录
目录
第1章 绪论
1.1 薄膜的定义及特性
1.1.1 薄膜的定义
1.1.2 薄膜材料的分类
1.1.3 薄膜材料的特殊性
1.1.4 薄膜结构缺陷
1.1.5 薄膜的光学特性
1.2 薄膜材料研究现状
1.3 新型薄膜材料发展前景
参考文献
第2章 新型半导体薄膜材料
2.1 概述
2.2 硅基非晶态半导体薄膜
2.2.1 非晶半导体薄膜材料结构特点
2.2.2 非晶态半导体薄膜材料的制备方法
2.2.3 非晶态半导体薄膜材料的能带模型
2.2.4 非晶态半导体薄膜材料电学特性
2.2.5 非晶态半导体的光学性质
2.2.6 非晶半导体薄膜材料在光电器件方面的独特性能
2.2.7 非晶半导体薄膜材料质量的研究近况
2.3 多晶硅和微晶硅薄膜
2.3.1 μc-Si：H薄膜
2.3.2 多晶Si薄膜
2.4 a-Si：H太阳电池
2.4.1 单晶太阳电池与非晶硅太阳电池的优缺点
2.4.2 a-Si：H太阳电池的工作原理和参数
2.4.3 a-Si：H太阳电池的结构和性能
2.4.4 a-Si：H太阳电池的制造
2.4.5 提高a-Si：H太阳电池效率和降低成本的一些措施
2.5 薄膜晶体管与大面积液晶显示器
2.5.1 a-Si：H TFT的结构、制备和工艺
2.5.2 a-Si：H TFT工作特性
2.5.3 新型μc-Si：H/a-Si：H双有源层结构薄膜晶体管
2.5.4 a-Si：H TFT在有源矩阵中的应用
参考文献
第3章 金刚石薄膜及相关材料
3.1 概述
3.2 金刚石薄膜
3.2.1 金刚石薄膜的结构
3.2.2 金刚石薄膜的优异特性
3.2.3 金刚石薄膜的制备方法
3.2.4 强碳化物形成元素衬底上金刚石薄膜的生长特性及过渡层的研究
3.2.5 织构金刚石薄膜的制备
3.3 类金刚石膜（DLC）
3.3.1 类金刚石薄膜的相结构
3.3.2 类金刚石膜的制备方法
3.3.3 类金刚石薄膜直流电导特性研究
3.3.4 类金刚石膜的光学特性
3.3.5 类金刚石薄膜的力学特性
3.3.6 类金刚石膜的其他特性
3.3.7 类金刚石膜的应用
3.4 立方氮化硼薄膜
3.4.1 氮化硼的4种异构体
3.4.2 立方氮化硼的性质和应用前景
3.4.3 立方氮化硼薄膜的制备方法
3.4.4 氮化硼薄膜的n型掺杂
3.4.5 立方氮化硼薄膜的研究现状及面临的问题
3.5 〓薄膜
3.5.1 〓薄膜的原子结构
3.5.2 〓薄膜的制备与特性表征
3.5.3 〓的应用前景
3.6 BCN薄膜
3.6.1 BCN薄膜结构
3.6.2 薄膜制备
3.6.3 BCN薄膜的电学性质
3.6.4 BCN薄膜光学带隙
3.7 其他硬质薄膜
3.7.1 氮化物、磷化物、硼化物及氧化物
3.7.2 硬质薄膜材料的物性
3.7.3 硬质复合薄膜材料
3.7.4 固体润滑膜
3.8 宽带隙薄膜材料场电子发射研究的现状和问题
3.8.1 引言
3.8.2 金刚石薄膜的场电子发射
3.8.3 类金刚石（DLC）薄膜的场发射
3.8.4 其他宽带隙材料薄膜的场发射
3.8.5 存在的问题
参考文献
第4章 纳米薄膜材料与可见光发射
4.1 概述
4.1.1 半导体纳米材料的特殊性质及研究的意义
4.1.2 半导体量子点
4.2 发光机理及Si发光面临的问题
4.2.1 发光机理及发光类型
4.2.2 可见发光材料
4.2.3 人眼的视感度与LED的视感度
4.2.4 Si发光面临的问题
4.3 Ge/Si超晶格和量子阱结构材料
4.3.1 Ge/Si超晶格
4.3.2 〓超晶格
4.3.3 〓超晶格
4.4 〓纳米膜发光
4.4.1 Ge纳米发光膜的制备
4.4.2 Ge纳米晶的发光特性
4.4.3 Ge纳米晶发光机理
4.4.4 硅纳米晶激光器初现端倪
4.5 多孔硅发光
4.5.1 多孔硅的结构
4.5.2 多孔硅的光学性质
4.5.3 多孔硅的形成机理
4.5.4 多孔硅的制作及其钝化
4.6 GaN基薄膜材料发光
4.6.1 氮化镓基材料的特点及其应用
4.6.2 氮化镓基材料的制备
4.6.3 氮化镓基器件
4.7 薄膜发光显示器（Ⅱ-Ⅵ族化合物）
4.7.1 薄膜电致发光显示器件的制备方法及结构
4.7.2 薄膜电致发光的物理过程
4.7.3 薄膜电致发光材料
4.7.4 薄膜电致发光器件
4.8 硅中掺铒（Er）的发光特性及机理
4.8.1 Er在Si中的原子构型
4.8.2 Er在Si中的电子态
4.8.3 掺Er硅的发光机理
4.8.4 掺铒硅发光管与Si集成电路的集成
4.9 ZnO量子点——半导体激光器新材料
4.9.1 ZnSe基激光器存在的问题
4.9.2 ZnO材料的基本特性
4.9.3 ZnO的外延生长
4.9.4 ZnO量子点的光学特性
参考文献
第5章 硫系及其他多元化合物薄膜
5.1 概述
5.2 硫系化合物半导体
5.2.1 硫系化合物半导体材料的形成能力
5.2.2 硫系化合物材料制备方法
5.2.3 硫系化合物掺杂的特点
5.2.4 硫系非晶态半导体的电学性质
5.2.5 硫系半导体的光致结构变化效应
5.3 〓（CIS）薄膜及薄膜太阳能电池
5.3.1 CIS和CIGS薄膜太阳电池
5.3.2 制备CIGS薄膜过程中掺镓技术
5.4 CdTe太阳电池
5.4.1 多晶薄膜CdTe太阳电池的出现与发展
5.4.2 大面积多晶薄膜CdTe太阳电池
5.5 薄膜静电成像——复印鼓
5.5.1 静电成像原理
5.5.2 静电成像的基本过程
5.5.3 薄膜静电成像材料
5.5.4 复印机
5.6 纳米Sn太阳能吸热膜
5.6.1 太阳能吸热膜的基本原理
5.6.2 纳米Se吸热膜的制备方法和特性
参考文献
第6章 介质薄膜材料
6.1 概述
6.2 电介质薄膜及应用
6.2.1 氧化物电介质薄膜的制备及应用
6.2.2 低介电常数含氟氧化硅薄膜
6.3 铁电薄膜及应用
6.3.1 铁电薄膜的结构制备和特性
6.3.2 铁电薄膜的应用
6.4 压电薄膜及应用
6.4.1 压电薄膜的制造技术
6.4.2 压电薄膜的压电性能
6.4.3 压电薄膜的应用
参考文献
第7章 高温超导薄膜材料
7.1 概述
7.2 高温超导薄膜制备方法
7.2.1 对制膜技术的要求
7.2.2 HTSC薄膜制备方法
7.2.3 阻挡层技术
7.3 高温超导薄膜材料的结构和性质
7.3.1 高温超导薄膜材料的结构
7.3.2 高温超导薄膜材料的性质
7.4 高温超导薄膜材料的应用
7.4.1 引言
7.4.2 高温超导约瑟夫森结技术及其应用
7.4.3 高温超导探测器的研究进展与应用前景
7.4.4 高温超导薄膜无源器件及应用
参考文献
第8章 巨磁阻薄膜材料
8.1 概述
8.2 磁性多层膜的巨磁阻效应
8.2.1 GMR效应的发现和简单原理
8.2.2 GMR及层间耦合的振荡现象
8.2.3 GMR与多层膜结构的依赖关系
8.2.4 GMR材料的应用
8.3 颗粒膜的巨磁阻效应
8.3.1 颗粒膜及其制备
8.3.2 颗粒膜的巨磁电阻效应
8.3.3 间断膜和混合膜的巨磁电阻效应
8.4 自旋阀多层膜的巨磁阻效应
8.4.1 自旋阀多层结构和巨磁阻效应
8.4.2 磁控溅射法制备自旋阀多层膜
8.5 掺杂稀土锰氧化物的巨磁电阻效应
8.5.1 掺杂稀土锰氧化物的巨磁电阻效应
8.5.2 掺杂稀土锰氧化物材料的结构和早期研究结果
8.5.3 锰氧化物的巨磁电阻机制研究
参考文献
第9章 其他薄膜材料
9.1 概述
9.2 超晶格和量子阱薄膜材料
9.2.1 超晶格概念的提出、发展及其意义
9.2.2 不同类型的半导体超晶格材料及其主要特征
9.2.3 半导体超晶格材料的生长技术
9.2.4 超晶格微结构材料的主要性能及应用
9.3 有机电致发光薄膜
9.3.1 有机电致发光的特点
9.3.2 器件结构和制备
9.3.3 有机电致发光膜材料
9.3.4 蓝色有机EL电致发光
9.4 透明导电膜（TCO）及其在电子工业方面的应用
9.4.1 透明导电膜的种类与特性
9.4.2 透明导电膜的制备方法
9.4.3 透明导电膜的用途
9.5 窄带隙红外光导薄膜材料（HgCdTe）
9.5.1 红外探测器与HgCdTe
9.5.2 HgCdTe薄膜材料的制备方法和特性
9.6 变色薄膜材料
9.6.1 电致变色膜
9.6.2 光学变色膜
9.6.3 热致变色膜
9.7 防伪技术和光学防伪膜
9.7.1 防伪技术的现状与薄膜防伪技术的发展
9.7.2 光学防伪膜的基本原理
9.7.3 整膜防伪膜的设计与工艺
9.7.4 碎膜防伪技术要点
9.7.5 防伪膜防伪效果的加强
参考文献
第10章 薄膜制备的新技术和检测手段
10.1 概述
10.2 溅射法
10.2.1 基本原理
10.2.2 射频溅射
10.2.3 磁控溅射
10.3 微波电子回旋共振化学气相沉积
10.3.1 MW-ECR原理
10.3.2 MW-ECR-CVD的特点
10.3.3 MW-ECR-CVD系统
10.4 分子束外延（MBE）
10.4.1 基本概念
10.4.2 MBE生长原理及方法
10.4.3 MBE生长的特点
10.5 金属有机化学气相沉积
10.5.1 MOCVD法原理
10.5.2 MOCVD制膜系统
10.5.3 MOCVD法的特点
10.6 直流电弧等离子体喷射CVD法
10.7 溶胶-凝胶法
10.7.1 概述
10.7.2 溶胶-凝胶方法制备薄膜工艺
10.8 电沉积
10.8.1 概述
10.8.2 电沉积的特点
10.9 脉冲激光沉积法
10.9.1 PLD的基本原理及物理过程
10.9.2 PLD技术的特点
10.10 触媒化学气相沉积
10.11 薄膜检测手段
10.11.1 薄膜厚度测量
10.11.2 扫描电子显微镜（SEM）分析
10.11.3 原子力显微镜（AFM）分析
10.11.4 X射线衍射（XRD）分析
10.11.5 傅立叶变换红外光谱（FTIR）分析
10.11.6 激光拉曼光谱（Raman）分析
10.11.7 X射线光电子能谱（XPS）分析
10.11.8 俄歇电子能谱（AES）分析
10.11.9 二次离子质谱（SIMS）分析
10.11.10 卢瑟福背散射（RBS）分析
参考文献
第1章 绪论
1.1 薄膜的定义及特性
1.1.1 薄膜的定义
1.1.2 薄膜材料的分类
1.1.3 薄膜材料的特殊性
1.1.4 薄膜结构缺陷
1.1.5 薄膜的光学特性
1.2 薄膜材料研究现状
1.3 新型薄膜材料发展前景
参考文献
第2章 新型半导体薄膜材料
2.1 概述
2.2 硅基非晶态半导体薄膜
2.2.1 非晶半导体薄膜材料结构特点
2.2.2 非晶态半导体薄膜材料的制备方法
2.2.3 非晶态半导体薄膜材料的能带模型
2.2.4 非晶态半导体薄膜材料电学特性
2.2.5 非晶态半导体的光学性质
2.2.6 非晶半导体薄膜材料在光电器件方面的独特性能
2.2.7 非晶半导体薄膜材料质量的研究近况
2.3 多晶硅和微晶硅薄膜
2.3.1 μc-Si：H薄膜
2.3.2 多晶Si薄膜
2.4 a-Si：H太阳电池
2.4.1 单晶太阳电池与非晶硅太阳电池的优缺点
2.4.2 a-Si：H太阳电池的工作原理和参数
2.4.3 a-Si：H太阳电池的结构和性能
2.4.4 a-Si：H太阳电池的制造
2.4.5 提高a-Si：H太阳电池效率和降低成本的一些措施
2.5 薄膜晶体管与大面积液晶显示器
2.5.1 a-Si：H TFT的结构、制备和工艺
2.5.2 a-Si：H TFT工作特性
2.5.3 新型μc-Si：H/a-Si：H双有源层结构薄膜晶体管
2.5.4 a-Si：H TFT在有源矩阵中的应用
参考文献
第3章 金刚石薄膜及相关材料
3.1 概述
3.2 金刚石薄膜
3.2.1 金刚石薄膜的结构
3.2.2 金刚石薄膜的优异特性
3.2.3 金刚石薄膜的制备方法
3.2.4 强碳化物形成元素衬底上金刚石薄膜的生长特性及过渡层的研究
3.2.5 织构金刚石薄膜的制备
3.3 类金刚石膜（DLC）
3.3.1 类金刚石薄膜的相结构
3.3.2 类金刚石膜的制备方法
3.3.3 类金刚石薄膜直流电导特性研究
3.3.4 类金刚石膜的光学特性
3.3.5 类金刚石薄膜的力学特性
3.3.6 类金刚石膜的其他特性
3.3.7 类金刚石膜的应用
3.4 立方氮化硼薄膜
3.4.1 氮化硼的4种异构体
3.4.2 立方氮化硼的性质和应用前景
3.4.3 立方氮化硼薄膜的制备方法
3.4.4 氮化硼薄膜的n型掺杂
3.4.5 立方氮化硼薄膜的研究现状及面临的问题
3.5 〓薄膜
3.5.1 〓薄膜的原子结构
3.5.2 〓薄膜的制备与特性表征
3.5.3 〓的应用前景
3.6 BCN薄膜
3.6.1 BCN薄膜结构
3.6.2 薄膜制备
3.6.3 BCN薄膜的电学性质
3.6.4 BCN薄膜光学带隙
3.7 其他硬质薄膜
3.7.1 氮化物、磷化物、硼化物及氧化物
3.7.2 硬质薄膜材料的物性
3.7.3 硬质复合薄膜材料
3.7.4 固体润滑膜
3.8 宽带隙薄膜材料场电子发射研究的现状和问题
3.8.1 引言
3.8.2 金刚石薄膜的场电子发射
3.8.3 类金刚石（DLC）薄膜的场发射
3.8.4 其他宽带隙材料薄膜的场发射
3.8.5 存在的问题
参考文献
第4章 纳米薄膜材料与可见光发射
4.1 概述
4.1.1 半导体纳米材料的特殊性质及研究的意义
4.1.2 半导体量子点
4.2 发光机理及Si发光面临的问题
4.2.1 发光机理及发光类型
4.2.2 可见发光材料
4.2.3 人眼的视感度与LED的视感度
4.2.4 Si发光面临的问题
4.3 Ge/Si超晶格和量子阱结构材料
4.3.1 Ge/Si超晶格
4.3.2 〓超晶格
4.3.3 〓超晶格
4.4 〓纳米膜发光
4.4.1 Ge纳米发光膜的制备
4.4.2 Ge纳米晶的发光特性
4.4.3 Ge纳米晶发光机理
4.4.4 硅纳米晶激光器初现端倪
4.5 多孔硅发光
4.5.1 多孔硅的结构
4.5.2 多孔硅的光学性质
4.5.3 多孔硅的形成机理
4.5.4 多孔硅的制作及其钝化
4.6 GaN基薄膜材料发光
4.6.1 氮化镓基材料的特点及其应用
4.6.2 氮化镓基材料的制备
4.6.3 氮化镓基器件
4.7 薄膜发光显示器（Ⅱ-Ⅵ族化合物）
4.7.1 薄膜电致发光显示器件的制备方法及结构
4.7.2 薄膜电致发光的物理过程
4.7.3 薄膜电致发光材料
4.7.4 薄膜电致发光器件
4.8 硅中掺铒（Er）的发光特性及机理
4.8.1 Er在Si中的原子构型
4.8.2 Er在Si中的电子态
4.8.3 掺Er硅的发光机理
4.8.4 掺铒硅发光管与Si集成电路的集成
4.9 ZnO量子点——半导体激光器新材料
4.9.1 ZnSe基激光器存在的问题
4.9.2 ZnO材料的基本特性
4.9.3 ZnO的外延生长
4.9.4 ZnO量子点的光学特性
参考文献
第5章 硫系及其他多元化合物薄膜
5.1 概述
5.2 硫系化合物半导体
5.2.1 硫系化合物半导体材料的形成能力
5.2.2 硫系化合物材料制备方法
5.2.3 硫系化合物掺杂的特点
5.2.4 硫系非晶态半导体的电学性质
5.2.5 硫系半导体的光致结构变化效应
5.3 〓（CIS）薄膜及薄膜太阳能电池
5.3.1 CIS和CIGS薄膜太阳电池
5.3.2 制备CIGS薄膜过程中掺镓技术
5.4 CdTe太阳电池
5.4.1 多晶薄膜CdTe太阳电池的出现与发展
5.4.2 大面积多晶薄膜CdTe太阳电池
5.5 薄膜静电成像——复印鼓
5.5.1 静电成像原理
5.5.2 静电成像的基本过程
5.5.3 薄膜静电成像材料
5.5.4 复印机
5.6 纳米Sn太阳能吸热膜
5.6.1 太阳能吸热膜的基本原理
5.6.2 纳米Se吸热膜的制备方法和特性
参考文献
第6章 介质薄膜材料
6.1 概述
6.2 电介质薄膜及应用
6.2.1 氧化物电介质薄膜的制备及应用
6.2.2 低介电常数含氟氧化硅薄膜
6.3 铁电薄膜及应用
6.3.1 铁电薄膜的结构制备和特性
6.3.2 铁电薄膜的应用
6.4 压电薄膜及应用
6.4.1 压电薄膜的制造技术
6.4.2 压电薄膜的压电性能
6.4.3 压电薄膜的应用
参考文献
第7章 高温超导薄膜材料
7.1 概述
7.2 高温超导薄膜制备方法
7.2.1 对制膜技术的要求
7.2.2 HTSC薄膜制备方法
7.2.3 阻挡层技术
7.3 高温超导薄膜材料的结构和性质
7.3.1 高温超导薄膜材料的结构
7.3.2 高温超导薄膜材料的性质
7.4 高温超导薄膜材料的应用
7.4.1 引言
7.4.2 高温超导约瑟夫森结技术及其应用
7.4.3 高温超导探测器的研究进展与应用前景
7.4.4 高温超导薄膜无源器件及应用
参考文献
第8章 巨磁阻薄膜材料
8.1 概述
8.2 磁性多层膜的巨磁阻效应
8.2.1 GMR效应的发现和简单原理
8.2.2 GMR及层间耦合的振荡现象
8.2.3 GMR与多层膜结构的依赖关系
8.2.4 GMR材料的应用
8.3 颗粒膜的巨磁阻效应
8.3.1 颗粒膜及其制备
8.3.2 颗粒膜的巨磁电阻效应
8.3.3 间断膜和混合膜的巨磁电阻效应
8.4 自旋阀多层膜的巨磁阻效应
8.4.1 自旋阀多层结构和巨磁阻效应
8.4.2 磁控溅射法制备自旋阀多层膜
8.5 掺杂稀土锰氧化物的巨磁电阻效应
8.5.1 掺杂稀土锰氧化物的巨磁电阻效应
8.5.2 掺杂稀土锰氧化物材料的结构和早期研究结果
8.5.3 锰氧化物的巨磁电阻机制研究
参考文献
第9章 其他薄膜材料
9.1 概述
9.2 超晶格和量子阱薄膜材料
9.2.1 超晶格概念的提出、发展及其意义
9.2.2 不同类型的半导体超晶格材料及其主要特征
9.2.3 半导体超晶格材料的生长技术
9.2.4 超晶格微结构材料的主要性能及应用
9.3 有机电致发光薄膜
9.3.1 有机电致发光的特点
9.3.2 器件结构和制备
9.3.3 有机电致发光膜材料
9.3.4 蓝色有机EL电致发光
9.4 透明导电膜（TCO）及其在电子工业方面的应用
9.4.1 透明导电膜的种类与特性
9.4.2 透明导电膜的制备方法
9.4.3 透明导电膜的用途
9.5 窄带隙红外光导薄膜材料（HgCdTe）
9.5.1 红外探测器与HgCdTe
9.5.2 HgCdTe薄膜材料的制备方法和特性
9.6 变色薄膜材料
9.6.1 电致变色膜
9.6.2 光学变色膜
9.6.3 热致变色膜
9.7 防伪技术和光学防伪膜
9.7.1 防伪技术的现状与薄膜防伪技术的发展
9.7.2 光学防伪膜的基本原理
9.7.3 整膜防伪膜的设计与工艺
9.7.4 碎膜防伪技术要点
9.7.5 防伪膜防伪效果的加强
参考文献
第10章 薄膜制备的新技术和检测手段
10.1 概述
10.2 溅射法
10.2.1 基本原理
10.2.2 射频溅射
10.2.3 磁控溅射
10.3 微波电子回旋共振化学气相沉积
10.3.1 MW-ECR原理
10.3.2 MW-ECR-CVD的特点
10.3.3 MW-ECR-CVD系统
10.4 分子束外延（MBE）
10.4.1 基本概念
10.4.2 MBE生长原理及方法
10.4.3 MBE生长的特点
10.5 金属有机化学气相沉积
10.5.1 MOCVD法原理
10.5.2 MOCVD制膜系统
10.5.3 MOCVD法的特点
10.6 直流电弧等离子体喷射CVD法
10.7 溶胶-凝胶法
10.7.1 概述
10.7.2 溶胶-凝胶方法制备薄膜工艺
10.8 电沉积
10.8.1 概述
10.8.2 电沉积的特点
10.9 脉冲激光沉积法
10.9.1 PLD的基本原理及物理过程
10.9.2 PLD技术的特点
10.10 触媒化学气相沉积
10.11 薄膜检测手段
10.11.1 薄膜厚度测量
10.11.2 扫描电子显微镜（SEM）分析
10.11.3 原子力显微镜（AFM）分析
10.11.4 X射线衍射（XRD）分析
10.11.5 傅立叶变换红外光谱（FTIR）分析
10.11.6 激光拉曼光谱（Raman）分析
10.11.7 X射线光电子能谱（XPS）分析
10.11.8 俄歇电子能谱（AES）分析
10.11.9 二次离子质谱（SIMS）分析
10.11.10 卢瑟福背散射（RBS）分析
参考文献
New Materials and Applied Technology
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