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1　表面薄膜与真空物理基础1

1.1　表面物理化学基础1

1.1.1　表面晶体学2

1.1.2　表面能与表面张力9

1.1.3 表面吸附和氧化10

1.1.4 表面的润湿12

1.1.5　表面扩散14

1.1.6　表面电子态17

1.2　真空技术基础21

1.2.1 真空与压强21

1.2.2 气体分子间的碰撞及平均自由程23

1.2.3 气体与表面的作用24

1.2.4　气体在真空容器中的流动25

1.2.5　真空技术基本方程26

1.2.6　真空的获取27

1.2.7 真空的测量30

1.3　低温等离子体基础33

1.3.1 低压气体放电原理33

1.3.2　低温等离子体的特征39

1.4　薄膜形核与生长42

1.4.1 形核42

1.4.2 生长过程45

思考题46

参考文献46

2　功能薄膜材料48

2.1　光电薄膜48

2.1.1　单晶硅薄膜49

2.1.2 多晶硅薄膜53

2.1.3 非晶硅薄膜57

2.1.4　化合物半导体薄膜61

2.2　磁性薄膜62

2.2.1　磁光薄膜62

2.2.2 磁阻薄膜65

2.2.3 巨磁阻薄膜材料68

2.3　智能薄膜材料80

2.3.1　形状记忆合金薄膜材料81

2.3.2 生物智能薄膜84

2.4　分离膜及膜材料99

2.4.1　膜分离的基本原理99

2.4.2　膜分离技术的特点101

2.4.3　膜分离过程102

2.4.4　分离膜材料106

2.4.5　分离膜分类111

2.5　纳米薄膜材料112

2.5.1 纳米功能薄膜的性能113

2.5.2　几种典型的纳米功能薄膜114

2.5.3　Si基纳米薄膜与器件118

2.5.4　纳米多层薄膜与涂层材料125

2.5.5　其他纳米薄膜材料制备、特性及应用133

思考题143

参考文献143

3　超硬薄膜材料145

3.1　金刚石薄膜145

3.1.1 金刚石的结构和特点146

3.1.2 金刚石的性质及应用147

3.1.3　金刚石膜的表征150

3.1.4　低压合成金刚石的机理151

3.1.5　低压沉积金刚石的方法与装置154

3.1.6　金刚石涂层刀具160

3.2　类金刚石薄膜163

3.2.1 类金刚石的相结构与表征164

3.2.2 类金刚石膜的性能165

3.2.3　DLC膜的应用168

3.2.4　DLC膜的制备方法171

3.3　立方氮化硼薄膜171

3.3.1 氮化硼的结构和性质172

3.3.2 氮化硼的相图174

3.3.3 立方氮化硼的表征175

3.3.4 立方氮化硼的性质和应用176

3.3.5　立方氮化硼的制备方法178

3.4　CNx膜181

3.4.1　β-C3N4的晶体结构181

3.4.2　CNx膜的性能184

3.4.3　CNx膜的结构分析与表征186

3.4.4　CNx的制备方法188

3.4.5　CNx薄膜的应用189

3.5　其他硬质膜191

3.5.1　概述191

3.5.2　氮化物薄膜194

3.5.3　碳化物薄膜197

3.5.4　氧化物薄膜200

3.5.5　复合膜201

思考题207

参考文献208

4　薄膜制备与材料表面改性技术212

4.1　化学和电化学转化212

4.1.1 化学转化212

4.1.2 电化学转化217

4.2　气相沉积228

4.2.1　物理气相沉积（Physical Vapor Deposition,PVD）229

4.2.2　化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition,CVD）264

4.3　高能束表面改性技术293

4.3.1 激光束表面处理293

4.3.2 电子束表面处理303

4.3.3 离子注入表面改性307

4.4　复合制备技术313

4.4.1 离子束辅助沉积技术314

4.4.2 离子团束沉积（ICBD）325

4.4.3 激光复合表面处理技术328

4.4.4　等离子喷涂与激光技术复合329

思考题331

参考文献332

5　薄膜材料的表征与评价334

5.1　膜厚的测量与监控334

5.1.1 轮廓仪法335

5.1.2　光的干涉法336

5.1.3 断面直接观察法336

5.1.4　椭圆偏振法337

5.1.5　磁性法337

5.1.6 涡流法338

5.1.7　微量天平法338

5.1.8　石英晶体振荡法339

5.2　表面成分、组织结构分析340

5.2.1　表面成分分析341

5.2.2 组织、形貌观察分析347

5.2.3　表面结构分析352

5.3　物理和化学性能测试355

5.3.1　耐热性能测试356

5.3.2 绝缘性能测试356

5.3.3　孔隙度的检测357

5.3.4　耐腐蚀性能测试358

5.4　力学性能的测试358

5.4.1　超显微硬度（UMH）测试359

5.4.2　纳米压入法363

5.4.3　界面结合强度的测试365

5.4.4　摩擦磨损试验368

5.4.5 内应力的测量369

思考题371

参考文献372

主题索引374

附录379