薄膜材料与技术 05级 第1章 真空技术基础.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Thin Film Materials Technologies 薄膜材料与技术 材料科学与工程学院 2008? 西安理工大学 Xian University of Technology -*- 课程简介 总学时数：24 学时，每周 4 学时，9-14 周 课程性质：材料类专业 院级任选课 学习：薄膜材料的合成制备、形成机制、成分结构、性质性能 掌握：薄膜材料的基本概念、一般规律 和 工艺方法 ！ 教材： 郑伟涛：薄膜材料与薄膜技术（第2版），  化学工业出版社，2008 唐伟忠：薄膜材料制备原理、技术及应用（第2版）， 冶金工业出版社，2003 课程简介 主要参考书： 1、田民波，薄膜技术与薄膜材料，清华大学出版社，2006 2、M.Ohring，薄膜材料科学（第2版影印本），世界图书出版公司，2006 3、杨帮朝，薄膜物理与技术，电子科技大学出版社，2006 4、戴达煌，现代表面技术科学，冶金工业出版社，2004 教学要求和考核方式： 1、不缺课，杜绝迟到，认真听讲，独立思考； 2、要复习并独立完成作业，作业要评分； 3、开卷考试，考核成绩 ＝ 作业（10%）+ 课堂（10%）+ 考试（80%）。 主要教学内容 第 1 章 真空技术基础（2 学时） ? 真空的基本知识、获得方法和测量技术 第 2 章 薄膜制备的化学方法（6 学时） ? CVD 技术的原理、分类、设备工艺及应用场合 其它基于化学方法的薄膜制备技术的原理、特点和应用领域 第 3 章 薄膜制备的物理方法（6 学时） ? 蒸发、溅射、离子镀等 PVD 技术的原理、工艺及适用领域 第 4 章 薄膜的形成与生长（6 学时） ? 薄膜形核、生长、形成理论；典型生长机制及对应结构特征 第5章 薄膜表征（4 学时） ? 薄膜材料现代表征方法的分类、原理和适用范围 本课程讨论的对象： 什么是薄膜（Thin film）？ 本课程的讨论对象是什么 ？ ① 相对尺度：某一维尺寸 其余二维尺寸； ② 绝对尺度：在此维度上材料厚度 1~5 ?m， 厚度 5 ?m 的沉积层叫什么 ？ ? 一般称为涂层 (Coatings) ? 具有结构/功能特性的固态薄膜（thin solid films）！ 本课程的研究内容 薄膜材料与技术 1 真空技术基础 真空与薄膜材料与技术有何关系？ ? 几乎所有的现代薄膜材料制备都需要在真空或较低的气压条件下进行 ? 都涉及真空下气相的产生、输运和反应过程 ? 了解真空的基本概念和知识，掌握真空的获得和测量技术基础知识 ? 是了解薄膜材料制备技术的基础！ 1.1 真空的基本知识 中学物理内容：1643年 托里切利 (Torricelli) 著名的大气压实验 ? 为人类首次揭示了 真空 这个物理状态的存在！ ? 管内水银柱上方空间内，因已排除空气的存在而形成真空 (托里切利真空) 图中A、B、C三点压力相等，A、C点：大气压；B点：水银柱产生的压力 ? 换句话说：可用水银柱产生的压力 作为 大气压力 的量度! ? 把高度为760 mm的水银柱所产生的压力定义为1个大气压 (1 atm) ? 1 atm = 760 mmHg ！ 结果：得到了“真空”的定义和大气压的定义与量度依据！ 1 真空技术基础 1.1 真空的基本知识 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。 注意：真空，实际上指的是 ? 一种低压的、稀薄的气体状态， ? 而不是指“没有任何物质存在”！ 因此，真空可分为 现代真空技术的极限：每 cm3空间内仅有数百个气体分子 ? 对应气压 ? 10-11 Pa 思考题：常温常压下，每cm3空间内有多少个气体分子？ 提示：可由Avogadro常数推算 (6.02×1023个/22.4×103cm3 ? 2.7×1019 个/cm3) 1 真空技术基础 1.