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出版者:科学

作者:(加)李朝军//陈德恒|译者

出品人:

页数:346

译者:

出版时间:2009-8

价格:68.00元

装帧:

isbn号码:9787030252524

丛书系列:现代化学基础丛书

图书标签:

• 有机化学
• 水相反应
• 有机合成
• 反应机理
• 催化
• 绿色化学
• 药物合成
• 天然产物
• 化学试剂
• 反应条件

好的，这是一份针对一本假设的、名为《水相有机反应大全》的书籍的简介，内容完全避开水相有机反应的范畴，力求详实且具有专业感。 --- 《超高真空与薄膜沉积技术：从基础理论到前沿应用》 深度聚焦：材料科学与表面工程的基石 在现代高科技产业中，对材料性能的极致追求往往取决于其表面的微观结构与纯净度。《超高真空与薄膜沉积技术：从基础理论到前沿应用》 是一部系统性、百科全集的著作，它全面、深入地剖析了在高新材料制备领域中至关重要的超高真空环境的构建原理，以及多种先进薄膜沉积技术（PVD、CVD、ALD等）的物理化学基础、工程实现与工业化挑战。 本书旨在为材料科学家、半导体工程师、真空技术专家以及相关专业的博士研究生和高级研究人员提供一份既有坚实理论深度，又具前沿实践指导价值的权威参考手册。 --- 第一部分：超高真空环境的物理与工程基础 本部分奠定了理解所有先进表面处理技术的前提——真空科学。 第一章：真空度的定义、分类与测量标准 详细阐述了真空度的不同等级（低真空、高真空、超高真空UHV）的物理意义。重点讨论了残余气体组分分析（RGA）在监控真空室内部环境中的关键作用。深入解析了离子规、皮兰尼规、电离规等经典真空计的工作原理及其在不同真空范围内的适用性与局限性。 第二章：气体动力学与分子流理论 本章详尽阐述了气体分子在不同压力下（分子流、过渡流、粘性流）的运动特性。推导并应用了克努曾扩散定律和分子流输运方程，用于精确模拟气体分子在复杂腔体内的逃逸和再吸附过程，为真空系统设计提供理论依据。 第三章：超高真空系统的设计、材料选择与制造工艺 这是本书的核心工程章节之一。详细介绍了UHV系统对材料纯净度的苛刻要求，包括不锈钢（如304L、316L）的选择标准、密封技术（金属密封、凸缘连接、高真空O型圈的材料与处理）的优化。重点论述了“烘烤” 这一实现UHV的关键步骤的动力学过程，包括加热温度的选择、时间控制以及水分子、碳氢化合物等常见污染物的脱附机制。分析了腔体表面粗糙度、机械加工精度对极限真空度的影响。 第四章：真空泵浦技术与系统集成 系统性地介绍了所有用于实现UHV的泵浦技术。机械泵（双级旋片泵、干式泵）作为前级泵的配置策略。详细阐述了涡轮分子泵的工作原理、转子平衡控制、抗振动设计，以及在快速抽气和抗背压能力方面的工程考量。对于超高真空的实现，本书将重点剖析离子泵（如溅射离子泵） 和低温泵（如潘宁泵或雪阱泵） 的物理机制、操作规程、极限真空度下的性能衰减模型，以及泵体活化与再生技术。 --- 第二部分：物理气相沉积（PVD）技术详解 PVD技术是制备高纯度、高致密性金属、合金和部分氧化物薄膜的基石。本部分深入探讨了三种主要的PVD方法。 第五章：真空蒸发技术：从热蒸发到电子束蒸发 分析了热蒸发源（电阻加热、坩埚选择）的局限性，并侧重于电子束蒸发（E-beam Evaporation） 的原理。详细探讨了电子束的聚焦、功率密度控制对材料熔池的影响，以及对高熔点材料（如难熔金属、陶瓷前驱体）的精确蒸发控制策略。讨论了基底偏压对薄膜成核与生长模式（岛状生长、层状生长）的调控作用。 第六章：磁控溅射技术（Magnetron Sputtering）的物理机制 本书对磁控溅射的讲解达到了前所未有的深度。从等离子体诊断入手，分析了直流（DC）和射频（RF）磁控溅射中，磁场对电子的约束作用如何形成高效的“陷阱”区，显著提高靶材利用率和沉积速率。重点解析了反应性溅射中，靶材表面化合物的形成与剥落过程（Sputter Yield的非线性变化），以及如何通过气流控制来避免“黑暗区”的形成。讨论了平面磁控、旋转磁控等先进靶材配置的优劣势。 第七章：脉冲激光沉积（PLD）与高级PVD应用 PLD作为一种高能量、高能量转移效率的沉积技术，被专门论述。重点分析了激光-靶材相互作用的物理模型，包括烧蚀阈值、等离子体羽流的形成与演化。深入研究了PLD在制备复杂组分薄膜（如高温超导薄膜、铁电薄膜）时，如何通过激光能量密度精确控制非化学计量比薄膜的生长，以及对基底加热策略的优化。 --- 第三部分：化学气相沉积（CVD）与原子层沉积（ALD） 本部分专注于通过化学反应在基底表面生长薄膜的方法，特别是化学气相沉积（CVD）和原子层沉积（ALD）。 第八章：化学气相沉积（CVD）的反应动力学与流体力学 CVD的核心在于反应机理。本书详细分类论述了热力学驱动的CVD、等离子体增强CVD（PECVD）和金属有机化学气相沉积（MOCVD）的反应路径。重点分析了反应速率控制与扩散控制两种模式下的薄膜生长速率方程，以及如何通过流场设计（如：衬底旋转、气流引入角度）来最小化传质限制对膜厚均匀性的影响。探讨了PECVD中射频功率对等离子体密度和薄膜内部应力的耦合影响。 第九章：原子层沉积（ALD）的自限制性机理与超精确控制 ALD是实现亚纳米级厚度和完美保形覆盖的革命性技术。本书详尽解析了ALD基于“自限制性” 表面化学反应的独特优势。深入探讨了不同前驱体（如金属有机物、无机源）的脉冲顺序、清洗周期（Purge）对循环周期内薄膜生长的精确影响。书中包含了针对典型材料（如Al₂O₃, HfO₂, ZnO）的ALD窗口温度研究、副产物的清除机制，以及如何利用ALD来解决高深宽比结构中的填充问题（Conformal Coating）。 第十章：薄膜的表征与性能评价 沉积完成后，膜性能的评估至关重要。本章涵盖了非原位（Ex-situ）和原位（In-situ）的表征技术。 结构与形貌： 聚焦于高分辨透射电子显微镜（HRTEM）分析晶界、界面能、缺陷密度；X射线衍射（XRD）确定晶相与晶粒取向。 化学成分与纯度： 重点分析了X射线光电子能谱（XPS）在界面分析中的应用，如何通过俄歇电子能谱（AES）进行深度剖析，以及如何使用二次离子质谱（SIMS）对痕量杂质进行定量分析。 薄膜物理性能： 讨论了电阻率测量（四点探针法）、硬度与粘附力测试（纳米压痕技术）、光学性能（椭偏仪）。 --- 第四部分：前沿交叉应用与未来挑战 本部分将视角投向当前材料科学的最热点领域。 第十一章：高能与高致密薄膜在先进器件中的应用 探讨了如何利用PVD和ALD技术制备用于下一代存储器（如MRAM、ReRAM）的铁电/铁磁材料薄膜，以及在Micro-LED和功率半导体器件（如GaN HEMT）中，如何通过精确的界面工程来管理载流子注入与传输。 第十二章：复杂异质结的构建与界面工程 详细阐述了如何通过原位监测（In-situ Monitoring） 技术（如晶振监测、原位RHEED/LEED）来实时调控异质结界面的电子结构和应力状态。分析了应变工程（Strain Engineering）在调控材料电子带结构中的关键作用，以及如何利用ALD实现对复杂氧化物异质结的精确层级堆叠。 --- 《超高真空与薄膜沉积技术》 不仅仅是一本技术指南，它更是连接基础物理、化学反应工程与尖端器件制造之间的桥梁。本书对理论的深入挖掘和对工程实践细节的关注，确保了读者在面对复杂真空环境搭建和薄膜生长控制时，能够胸有成竹，迈向材料科学的更深层次。

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