薄膜真空制备技术  080706M06001H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:专业研讨课 | 任课教师:刘向鑫
授课时间: 星期二,第5、6、7 节
授课地点: 教一楼221
授课周次: 1、3、5、7、9、11、13
课程编号: 080706M06001H 课时: 20 学分: 1.00
课程属性: 专业研讨课 主讲教师:刘向鑫 助教:
英文名称: Vacuum Deposition Techniques of Thin Film Materials 召集人:

教学目的、要求

本课程为多学科专业硕士和博士研究生的专业研讨课。本课程将陈述薄膜真空沉积中普遍使用的科学技术内容,包括:真空技术与装置,薄膜科学物理基础,常见的薄膜真空制备方法,薄膜沉积和生长过程中的热力学、动力学和相变等过程,以及薄膜材料的应用。通过本课程的学习,希望学生能够掌握常见的真空镀膜技术和主要的薄膜制备知识。该课程的主要目的是为学生将来从事薄膜材料的真空制备方面的研究、工作打下理论基础,了解薄膜材料的最新真空制备技术。

预修课程

大学物理、大学英语

教 材

1、	薄膜技术与薄膜材料,田民波编著,北京:清华大学出版社,2006.8年版(新材料及在高技术中的丛书).(主要教材)

主要内容

第一章	真空科学与技术基础(共3学时)
1.1	薄膜与相关高新技术介绍。(0.5学时)
1.2	真空基础概念,真空表征,气体峰值与表面的相互作用,温度-蒸汽压特性、元素的电离电位,真空相关物理参数,常用计量单位换算,能量、压力换算及气体性质。(2学时)(教学重点)
1.3	学生分组,落实研讨负责内容。(0.5学时)
第二章	真空泵与真空规、及真空设备实际问题(3课时)(教学重点)
2.1	真空泵(机械泵、扩散泵、吸附泵、升华泵、涡轮分子泵等)(0.5学时)
2.2	真空计量仪器(电阻规、电离规、隔膜规、四极质谱仪)(0.5学时)
2.3	气体质量流量计(毛细管流量计、层压流量计),及相关装置的选型举例。(0.5学时)
2.4	排气、放气基础知识,排气系统,捡漏技术,真空镀膜设备气路布局。(0.5学时)
2.5	研讨上一章内容(1学时)
第三章	气体放电、等离子体、离子表面相互作用(3课时)
3.1	带电粒子在电磁场中的运动(0.5学时)(教学重点)
3.2	气体电离与激发,气体放电过程(0.5学时)
3.3	低温等离子体,辉光放电、弧光放电、高频放电、磁控放电的概述(0.5学时)
3.4	低压、高密度放电(0.5学时)
3.5	研讨上一章内容(1学时)
第四章	薄膜生长与结构(3课时)
4.1	薄膜生长过程(吸附、表面扩散与凝结,薄膜的形核、生长)研讨上一章内容(0.5学时)
4.2	薄膜的结构,非晶薄膜(0.5学时)
4.3	薄膜基本性质(导电、电阻温度系数、密度、电介质、粘附力、内应力)(1学时)(教学重点)
4.4	研讨上一章内容(1学时)
第五章	溅射镀膜 (3课)
5.1	离子溅射(0.5学时)
5.2	溅射镀膜的10种方式(1.5学时)(教学重点)
5.3	溅射源-靶材,溅射镀膜实例。(0.5学时)
5.4	研讨上一章内容(1学时)
第六章	真空蒸镀、离子镀和离子束沉积(3课时)
6.1	真空蒸镀的原理,真空蒸镀的用途,脉冲激光沉积,分子束外延(0.5学时)(教学重点)
6.2	离子镀的原理,离子镀的类型及应用,离子束沉积技术原理及应用(0.5学时)
6.3	化学气相沉积的种类:常压化学气相沉积,低压化学气相沉积,超高真空化学气相沉积,等离子体化学气相沉积,原子层化学气相沉积,热丝化学气相沉积,有机金属化学气相沉积(1学时)(教学重点)
6.4	研讨上一章内容(1学时)
第七章	实践课(2课时)
7.1	前往中科院电工所薄膜太阳电池真空镀膜实验室观摩实践(1.5学时)(教学难点)
7.2	研讨上一章内容(0.5学时,地点中科院电工所)

教学重点:(在主要内容中标注)
教学难点:(在主要内容中标注)
教学手段与方法: 课堂讲授为主,课堂讨论和实践为辅的教育方式。学生分组研讨各章内容。
考核方式:读书报告 。考核成绩分两部分,一部分是平时课堂分组研讨时学生展示的表现情况打分,占总分40%;其次是,课程结束后学期结束前提交的读书报告打分,占总分60%。

参考文献

1、	Building Scientific Apparatus, John H. Moore, et al, Cambridge University Press, Fourth Edition, 2009.
2、	Materials Science of Thin Films – Deposition & Structure, Milton Ohring, Second Edition, Academic Press, 2002.