纳米薄膜的结构和性能
§1 纳米薄膜材料概述
1.1纳米薄膜的含义
1.2纳米薄膜材料在材料学中的作用 §2 纳米薄膜的分类 §3 纳米薄膜的组织结构
3.1薄膜生长过程概述 3.2薄膜的生长模式 3.3连续薄膜的形成 3.4.纳米薄膜的组织形态 §4 纳米薄膜的性能
4.1.力学性能 4.2光学性能 4.3电磁学性能 4.4气敏特性 §5 纳米薄膜的应用
5.1耐磨及表面防护涂层 5.2纳米金刚石薄膜 5.3.纳米磁性薄膜 5.4纳米光学薄膜 5.5纳米气敏膜 5.6纳米滤膜
5.7纳米润滑膜 ................................................................................................................................
§1 纳米薄膜材料概述
1.1 纳米薄膜的含义：
纳米薄膜是指由尺寸在纳米量级的晶粒（或颗粒）构成的薄膜，或将纳米晶粒镶嵌于某种薄膜中构成的复合膜（如Ge/SiO2，将Ge镶嵌于SiO2薄膜中），以及每层厚度在纳米量级的单层或多层膜，有时
也称为纳米晶粒薄膜和纳米多层膜。 1.2 纳米薄膜材料在材料学中的作用
在材料科学的各分支中，纳米薄膜材料科学的发展占据可极为重要的地位。薄膜材料是相对于体材料而言的，是人们采用特殊的方法，在体材料的表面沉积或制备的一层性质与体材料性质完全不同的物质层。薄膜材料受到重视的原因在于它往往具有特殊的材料性能获性能组合。
在这种意义上，薄膜材料学作为材料科学的一个快速发展的分支，在科学技术以及国民经济的各个领域发挥着越来越大的作用。
§2 纳米薄膜的分类
纳米薄膜的分类情况比较复杂，根据不同的分类标准，大体可以分为以下几类：
(1) 按照应用性能，可分为纳米磁性薄膜、纳米光学薄膜、纳米气敏薄膜、纳滤膜、纳米润滑膜、纳米多孔膜、LB（Langmuir－Buldgett）膜、SA（分子自组装）膜等有序组装膜。
(2) 根据纳米结构的特殊性质，可分为含有纳米颗粒与原子团簇－基质薄膜和纳米尺寸厚度薄膜。
(3) 按照用途，可分为纳米功能薄膜和纳米结构薄膜。
§3 纳米薄膜的组织结构
薄膜的生长过程直接影响薄膜的组织结构以及它的最终性能。下面首先讨论一下薄膜的生长过程。
3.1 薄膜生长过程概述
薄膜的生长过程可划分为两个阶段，即新相的形核与薄膜的生长阶段。
所谓薄膜的形核阶段是指在薄膜形成的最初阶段，一些气态的原子或分子开始凝聚到衬底的表面上。
所谓薄膜的生长阶段是指在衬底表面上的原子先是形成可以运动的原子团，也称为“岛”，然后这些小岛逐渐长大并且合并，最终联成一片在衬底上形成连续的薄膜。 3.2 薄膜的生长模式
3.2.1 岛状生长（Volmer-Weber）模式
对于很多薄膜与衬底的组合来说，只要沉积温度足够高，沉积的原子具有一定的扩散能力，薄膜的生长就表现为如图如图5.2a所示的岛状模式。
图5.2 三种不同的拨摸生长模式
3.2.2 层状生长（Frank-van der Merwe）模式
当被沉积物质与衬底之间的浸润性很好时，被沉积物质的原子更
纳米薄膜的结构和性能
