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第一章薄膜的制作方法与膜厚的测试法1

§1.1 真空蒸发法（VacuumdePositionmethod）1

1.1.1 真空环境的必要性1

文献2

1.1.2 蒸发：平衡蒸气压和温度以及蒸发量6

1.1.3 蒸发原子与蒸发分子的形态8

1.1.4 真空蒸发装置9

1.1.5 特殊的蒸发12

§1.2 溅射法（SPutteringmethod）17

1.2.1 辉光放电和溅射现象17

1.2.2 混入薄膜中的气体分子19

1.2.3 溅射机理20

1.2.4 溅射原子、分子的形态23

1.2.5 直流二极溅射装置23

1.2.6 特殊溅射法24

1.3.1 热分解法（thermaldecomPositionmethod）27

§1.3 气相生长法27

1.3.2 还原法（reductionmethod）28

1.3.3 岐化反应法（disProPortionationreactionmethod）29

1.3.4 化学转移反应法（Chemicalransferreactionmethod）30

§1.4 膜厚的测量方法31

1.4.1 多光束干涉法测量形状膜厚32

1.4.2 石英晶体振荡法测量质量膜厚35

文献38

第二章薄膜的形成及其结构40

§2.1 薄膜的形成过程和薄膜结构的观察结果40

§2.2 核生成的现象论模型（VWBD理论）50

2.2.1 帽形集合体的自由能和临界核51

2.2.2 基片上的临界核密度54

2.2.3 原子碰撞帽形集合体的几率55

2.2.4 从现象论看不均质核的生成速度56

§2.3 核生成的原子论模型Ⅰ（Walton理论）58

2.3.1 集合体密度的计算58

2.3.2 临界温度的计算60

2.3.3 核生成速度的计算61

2.4.1 基本方程式63

§2.4 薄膜形成的几率过程模型（Zinsmeister理论）63

2.4.2 碰撞系数64

2.4.3 近似解65

§2.5 核生成的原子论模型Ⅱ（Lewis-CamPbell理论）69

2.5.1 考虑了捕捉范围的核生成69

2.5.2 不完全凝聚场合下的稳定核密度和凝聚系数70

2.5.3 完全凝聚场合下的饱和核密度72

§2.6 外延生长73

2.6.1 外延生长的观测74

2.6.2 用原子论解释外延生长的发生77

2.6.3 拟似性结构和位错的发生78

2.6.4 外延性的核生成（ePitaxialnucleation）82

2.7.1 用无序移动模型（randomwalk）进行处理84

§2.7 核成长的模型84

2.7.2 二维气体扩散模型87

§2.8 薄膜的结构缺陷89

2.8.1 点缺陷90

2.8.2 位错94

2.8.3 层错缺陷99

2.8.4 其它的结构缺陷100

文献101

§3.1 薄膜的弹性性能105

3.1.1 薄膜的弹性105

第三章薄膜的力学性能105

3.1.2 单质薄膜（Substrate-freefilm）及其密度106

3.1.3 薄膜的弹性常数107

3.1.4 薄膜的内摩擦（internalfriction）111

§3.2 附着113

3.2.1 附着现象113

3.2.2 附着力（adhesiveforce）114

3.2.3 附着力的测量方法115

3.2.4 附着力的测量结果122

3.2.5 附着的机理和增加附着力的方法124

§3.3 内应力（internalstress）127

3.3.1 内应力现象127

3.3.2 内应力的测量方法128

3.3.3 内应力的测量结果132

3.3.4 内应力产生的原因137

3.3.5 内应力与薄膜的物理性能140

3.4.1 薄膜的张力特性142

3.4.2 张力特性的测量方法142

§3.4 张力特性（tensileProPerties）142

3.4.3 张力特性的测量结果145

3.4.4 张力特性的几点说明146

文献147

第四章薄膜的电学性能150

§4.1 不连续薄膜151

4.1.1 一般特征151

4.1.2 热电子发射过程（thermionicemissionProcess）154

4.1.3 热激活隧道过程（activatedtunnelingProcess）158

4.1.4 热电子发射电流与热激活隧道电流的比较163

4.1.5 不连续薄膜中电子的传导路径165

§4.2 连续薄膜165

4.2.1 一般特征165

4.2.2 连续薄膜中电子传输的Sondheimer理论168

4.2.3 自由电子论和玻耳兹曼的传输方程169

4.2.4 用玻耳兹曼方程式计算薄膜的电导率——Sondheimer理论170

4.2.5 有磁场时的电导175

4.2.6 考虑了晶界电子散射的MayadasShatzkes理论180

4.2.7 量子尺寸效应和电导183

4.2.8 热电能187

文献191

§5.1 基本公式193

第五章薄膜的光学性能193

5.1.1 斯奈尔定律和光学常数194

5.1.2 菲涅尔公式195

5.1.3 吸收体的反射196

5.1.4 薄膜的反射和透射197

§5.2 薄膜光学常数的测量方法201

5.2.1 偏光分析法201

5.2.2 阿贝（Abeles）法203

5.2.3 莫尔（Male）法205

§5.3 光学性能的测量结果206

5.3.1 透明体连续薄膜206

5.3.2 吸收体薄膜208

§5.4 金属薄膜中的光等离子体共振211

5.4.1 光学常数和其它物理常数211

5.4.2 金属内电子的等离子体振动212

5.4.3 道尔德（Drude）方程式和复介电常数213

5.4.4 表面等离子体214

5.4.5 金属薄膜中的光等离子体214

§5.5 特殊薄膜218

5.5.1 非均质薄膜（inhomogeneousfilms）218

5.5.2 岛状薄膜220

5.5.3 多层膜及其应用226

文献230

第六章半导体薄膜的性能及其特性的测量233

§6.1 半导体的各种特征长度和半导体薄膜的特性234

6.1.1 少数载流子的扩散长度（minorityCarrierdiffusionlength）234

6.1.2 表面空间电荷层（SurfacesPacechargeregion）238

6.1.3 平均自由程（meanfreePath）242

6.1.4 德拜长度（Debyelenglh）243

6.1.5 光吸收系数的倒数（inverseabsorPtioncoefficient）244

6.1.6 其它特征长度246

§6.2 单晶薄膜与非晶态薄膜248

§6.3 半导体薄膜特性的测量方法250

6.3.1 测量电阻法250

6.3.2 电容-电压法测量杂质浓度分布252

6.3.3 用范德普（Van-der-Pauw）法测量霍耳效应255

6.3.4 分步腐蚀和综合测量电阻与霍耳效应257

6.3.5 光学评价法258

第七章薄膜的磁学性能263

7.1.1 自发磁化264

§7.1 自发磁化（Spontaneousmagnetization）264

7.1.2 薄膜的自发磁化266

§7.2 薄膜的磁各向异性269

7.2.1 磁性薄膜的形状各向异性270

7.2.2 多晶坡莫合金薄膜的面内感应单轴磁各向异性270

7.2.3 多晶磁薄膜的垂直磁各向异性277

§7.3 薄膜的磁畴与畴壁280

7.3.1 磁畴、畴壁的观察法280

7.3.2 薄膜的畴壁283

7.3.3 薄膜的磁畴288

7.3.4 具有正垂直磁各向异性薄膜的磁畴构造290

7.3.5 条纹状磁畴与可旋转各向异性（rotatableanisotroPy）293

7.3.6 磁泡畴296

§7.4 薄膜的磁化过程（magnetizationProcess）300

7.4.1 静磁化过程300

7.4.2 坡莫合金薄膜的高速开关作用309

7.4.3 畴壁的运动314

7.4.4 磁泡的动特性320

§7.5 磁共振（magneticresonance）324

7.5.1 铁磁共振（ferroamgneticresonance）（一致旋转模型）324

7.5.2 自旋波共振326

文献330

第八章超导薄膜337

§8.1 超导体的一般性能及薄膜化后的效果338

8.1.1 超导体的一般性能338

8.1.2 超导薄膜的性能343

§8.2 超导结及其应用346

8.2.1 超导结346

8.2.2 约瑟夫森效应352

8.2.3 超导结的应用359

§8.3 高临界温度超导体的研究370

文献375