目錄
前言
第1章 緒論（李愛東劉建國）1
1.1 材料的發(fā)展歷史 1
1.2 先進材料及其重要性 5
1.3 先進材料的合成與制備技術(shù) 12
參考文獻 16
第2章 溶膠-凝膠法（劉文超）17
2.1 溶膠-凝膠法概論 17
2.1.1 溶膠-凝膠法簡介 17
2.1.2 溶肢-凝膠法的主要用途和基本流程 18
2.1.3 溶肢-凝膠法的優(yōu)缺點 23
2.2 榕膠-凝膠法制備薄膜 24
2.2.1 溶膠-凝膠法制備氧化物薄膜 26
2.2.2 溶股-凝膠法制備硫化物薄膜 30
2.2.3 灣肢-凝臟法制備無機-有機雜化薄膜 32
2.3 溶肢-凝膠法制備納米晶 37
2.3.1 溶肢-凝膠法制備氧化物納米晶 38
2.3.2 溶膠-凝膠法制備金屬納米晶 40
2.4 小結(jié) 42
參考文獻 42
第3章 水熱和溶劑熱法（高峰）45
3.1 水熱和溶劑熱法概述 45
3.1.1 水熱法 45
3.1.2 水熱物理化學(xué) 46
3.1.3 水熱技術(shù)類型 48
3.1.4 溶劑熱法 50
3.2 水熱和溶劑熱法在納米材料制備中的應(yīng)用進展 51
3.2.1 金屬、半金屬及合金納米材料的合成 52
3.2.2 三元氧簇化合物納米材料的合成 62
3.2.3 氮簇和碳簇納米材料的合成 69
3.2.4 多元化合物納米材料的合成 71
3.2.5 介孔和介結(jié)掏材料的合成 73
3.2.6 復(fù)合納米材料的合成 75
3.3 水熱和溶劑熱法在材料合成中的應(yīng)用展望 78
參考文獻 79
第4章 微波合成（劉建國）82
4.1 微波與物質(zhì)的相互作用 82
4.2 液相微波合成 85
4.3 固相微波合成 90
4.3.1 間歇微波法合成三氧化鎢-碳復(fù)合材料用于直接甲醇燃料電池 90
4.3.2 間歇微波法制備摻氮石墨烯用于PEMFC中的Pt催化劑載體 96
4.3.3 微波法合成超薄g-C3N4用于光催化還原CO2 104
4.4 小結(jié) 110
參考文獻 110
第5章 超聲電化學(xué)技術(shù)（唐少春）114
5.1 超聲電化學(xué)概述 114
5.1.1 超聲化學(xué)合成法 114
5.1.2 電化學(xué)法 116
5.1.3 超聲電化學(xué)法的原理與特點 117
5.1.4 超聲電化學(xué)法的分類 118
5.2 超聲電化學(xué)法在納米材料制備中的應(yīng)用進展 119
5.2.1 納米顆粒的制備 119
5.2.2 一維納米材料的制備 128
5.2.3 樹枝狀納米材料的制備132
5.2.4 多孔納米材料的制備135
5.2.5 復(fù)合納米材料的制備 137
5.3 超聲電化學(xué)在材料合成中的應(yīng)用展望 145
參考文獻 146
第6章 化學(xué)氣相沉積（李愛東）149
6.1 引言 149
6.2 化學(xué)氣相沉積原理 150
6.2.1 定義 150
6.2.2 CVD 中的化學(xué)反應(yīng) 151
6.2.3 CVD 中的化學(xué)熱力學(xué)和動力學(xué) 153
6.2.4 化學(xué)氣相祝積的特點與分類 156
6.3 化學(xué)氣相沉積前驅(qū)體和材料 159
6.3.1 化學(xué)氣相沉積前驅(qū)體的要求和種類 159
6.3.2 化學(xué)氣相沉積材料 163
6.4 化學(xué)氣相沉積與新材料 165
6.4.1 MOCVD生長LaAlO3介電薄膜及其電學(xué)性能 165
6.4.2 新型無水金屬硝酸鹽CVD 前驅(qū)體的合戚、表征及其應(yīng)用 170
6.4.3 聚焦離子束化學(xué)氣相沉積在復(fù)雜蘭維納米結(jié)構(gòu)制備上的應(yīng)用 178
6.4.4 化學(xué)氣相沉積碳元素家族材料 180
參考文獻 190
第7章 原子層沉積（李愛東）194
7.1 引言 194
7.2 原子層沉積原理和特點 194
7.2.1 原子層沉積原理 194
7.2.2 原子層祝積特點 99
7.2.3 原子層沉積分類 201
7.3 原子層沉積前驅(qū)體和材料 204
7.3.1 原子居祝積前驅(qū)體 204
7.3.2 原子層沉積材料 206
7.4 等離子體增強原子層沉積 208
7.4.1 等離子體增強原子層沉積原理 208
7.4.2 等離子體增強原子層沉積特點 208
7.5 原子層沉積應(yīng)用 210
7.5.1 高h 柵介質(zhì)與新型半導(dǎo)體溝道材料的集成與性能 211
7.5.2 超高密度存儲器 221
7.5.3 生物相容性涂層 230
7.5.4 納米結(jié)構(gòu)和固案的制備及其在能源和光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 234
參考文獻 237
第8章 團簇束流沉積（韓民）241
8.1 團簇束流沉積技術(shù)概述 241
8.2 團簇束流的產(chǎn)生 244
8.3 團簇束流沉積制備納米結(jié)構(gòu)薄膜 252
8.3.1 團簇束流沉積納米粒子薄膜制備技術(shù) 252
8.3.2 團簇束流沉積過程的在錢監(jiān)控 257
8.3.3 定向團簇束流沉積 259
8.4 荷能團簇束流沉積 264
參考文獻 269
第9章 脈沖激光沉積技術(shù)（陳曉原)272
9.1 引言 272
9.2 激光與靶的相互作用 273
9.2.1 概述 273
9.2.2 靶對激光的吸收及靶的熔化和氣化 275
9.2.3 表面等離子體形成及與激光的相互作用 277
9.2.4 碰撞及噴嘴效應(yīng) 279
9.2.5 蒸氣及等離子體與靶表面的相互作用 286
9.3 羽焰的傳輸 288
9.3.1 概述 288
9.3.2 激光脈沖結(jié)束后表面等離子體的初始膨脹 290
9.3.3 燒蝕物傳輸?shù)牧黧w行為一一激波的形成和傳輸 291
9.3.4 激波的效應(yīng) 293
9.3.5 沉飄粒子速度的雙峰現(xiàn)象 297
9.3.6 真空及低氣壓下燒蝕物對膜表面的再濺射效應(yīng) 299
9.4 沉積粒子的化學(xué)狀態(tài)、動能、沉積時間和空間分布 299
9.4.1 概述 299
9.4.2 沉現(xiàn)粒子化學(xué)狀態(tài) 300
9.4.3 沉積粒子能量 301
9.4.4 沉積時間和沉積速率 304
9.4.5 沉現(xiàn)粒子的空間分布 304
9.4.6 PLD與MBE 的比較 305
9.5 薄膜的形成及生長 306
9.5.1 薄膜生長的基本過程 306
9.5.2 PLD 中薄膜生長的特征 308
9.5.3 薄膜取向控制 309
9.6 小結(jié)和展望 311
參考文獻 312
第10章 分子束外延（顧正彬 吳迪 聶越峰）320
10.1 Ⅲ-Ⅴ族分子束外延 320
10.1.1 概述 320
10.1.2 技術(shù)原理與系統(tǒng)掏成323
10.1.3 技術(shù)特點 326
10.1.4 分子束的產(chǎn)生 327
10.1.5 RHEED 監(jiān)控原理 329
10.2 激光分子束外延 330
10.2.1 概述 330
10.2.2 高壓RHEED監(jiān)控 331
10.2.3 二維薄膜生長：逐層生長和臺階流生長 333
10.2.4 襯底處理 336
10.2.5 鈣鐵礦薄膜、超薄膜和超晶格制備 338
10.3 氧化物分子束外延 340
10.3.1 概述340
10.3.2 同質(zhì)外延生長SrTiua薄膜 343
10.3.3 異質(zhì)外延生長SrTiua薄膜 346
參考文獻 349
第11章 磁控濺射（顧正彬）352
11.1 濺射原理概述 352
11.1.1 濺射的工作原理 352
11.1.2 磁控濺射的工作原理 354
11.1.3 磁控濺射薄膜生長特點 356
11.1.4 濺射產(chǎn)額 358
11.2 磁控濺射技術(shù) 361
11.2.1 射頻濺射與反應(yīng)濺射 361
11.2.2 非平衡磁控濺射技術(shù) 364
11.2.3 脈沖磁控撒射 367
11.3 磁控濺射應(yīng)用于材料沉積的實例 369
11.3.1 磁控濺射氧化鑄薄膜的生長 369
11.3.2 磁控濺射鐵氧體薄膜的生長 375
11.3.3 反應(yīng)磁控濺射生長二氧化饑薄膜 375
參考文獻 379
第12章 蒸發(fā)沉現(xiàn)技術(shù)（袁長勝）382
12.1 蒸發(fā)沉積的物理基礎(chǔ) 382
12.1.1 蒸發(fā)與凝結(jié) 382
12.1.2 蒸發(fā)物質(zhì)的空間角分布 383
12.2 蒸發(fā)沉積膜層的生長與結(jié)構(gòu)特性 384
12.3 平坦表面的柱狀微結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)沉積386
12.3.1 表面擴散與柱狀微結(jié)掏薄膜生長 386
12.3.2 傾角蒸發(fā)沉積的微孔柱狀微結(jié)構(gòu)生長 387
12.3.3 預(yù)置圖案化表面的微孔桂狀微結(jié)構(gòu)生長 389
12.3.4 掠角蒸發(fā)沉積的微孔柱狀徽結(jié)構(gòu)生長 391
12.3.5 微孔柱狀結(jié)構(gòu)薄膜的物理特性及其應(yīng)用395
12.4 微結(jié)構(gòu)表面的蒸發(fā)沉積 397
12.4.1 蒸發(fā)沉積的臺階覆蓋性能 397
12.4.2 定向沉積與沉積膜層的圖案化 398
12.4.3 圖案化沉積膜層的遮蔽蒸發(fā)沉積 400
參考文獻 407
第13章 提拉法晶體生長技術(shù)（姚淑華）410
13.1 引言 410
13.2 提拉法簡介 411
13.3 提拉法晶體生長理論 412
13.3.1 輸運理論 413
13.3.2 熱力學(xué)理論 419
13.3.3 動力學(xué)理論 419
13.3.4 晶體生長形態(tài) 420
13.4 提拉法晶體生長過程 426
13.4.1 提拉法晶體生長程序 426
13.4.2 影響晶體生長的因素 428
13.5 晶體結(jié)構(gòu)與缺陷 431
13.5.1 晶體結(jié)構(gòu) 431
13.5.2 晶體缺陷 433
13.6 提拉法晶體生長技術(shù)進展 436
13.6.1 自動等徑技術(shù)（ADC） 436
13.6.2 雙柑塌連續(xù)加料技術(shù) 437
參考文獻 439
第14章 納米壓印技術(shù)（葛海雄）441
14.1 納米壓印技術(shù)的發(fā)展 441
14.2 納米壓印技術(shù)的種類 445
14.2.1 熱壓印與紫外光固化壓印445
14.2.2 滾軸壓印 446
14.3 納米壓印膠材料 447
14.3.1 紫外光困化納米壓印材料 447
14.3.2 雙層納米壓印肢體系 448
14.4 納米壓印的技術(shù)挑戰(zhàn) 451
14.4.1 納米壓印的缺陷與對準問題 451
14.4.2 納米壓印的工藝要求 452
14.4.3 納米壓印模板與低表面能處理 453
14.5 復(fù)合納米壓印技術(shù) 455
14.5.1 復(fù)合納米壓印模板 456
14.5.2 曲面壓印 457
14.5.3 改善納米壓印缺陷 458
14.6 納米壓印技術(shù)的應(yīng)用與前景 460
14.6.1 磁記錄與存儲器件 460
14.6.2 納米圖案化藍寶石襯底 462
14.6.3 有序金屬納米結(jié)構(gòu)陣列 464
參考文獻 465