纳米薄膜制备.ppt

第八章纳米薄膜( nanofilm )的制备?纳米薄膜分两类,一是由纳米粒子组成的( 或堆砌而成的薄膜) ,另一类薄膜是指纳米粒子镶嵌( embedded) 在另一种基体材料中的颗粒膜,即在纳米粒子间有较多的孔隙或无序原子或其它类材料. ?纳米薄膜在光学、电学、催化、气敏等方面具有很多特性,因此具有广阔的应用前景. (1) 纳米薄膜的制备方法?(ⅰ)液相法( a) 溶胶- :首先用金属无机盐或有机金属化合物制备溶胶,然后将衬底(如 SiO 2 玻璃衬底等) 浸入溶胶后以一定速度进行提拉,结果溶胶附着在衬底上,。?( b) Ⅱ-Ⅵ族半导体薄膜可用此法制备。(1) 纳米薄膜的制备方法?(ⅱ)气相法?( a)高速超微粒子沉积法(气体沉积法). ?基本原理是:用蒸发或溅射等方法获得超微粒子,用一定气压的惰性气体作载流气体,通过喷嘴, 在基板上沉积成膜. (a) 高速超微粒子沉积法?美国喷气制造公司采用该工艺成功地制备出纳米多层膜,陶瓷- 有机膜、,转动衬底制备微粒的示意图。(a) 高速超微粒子沉积法?日本真空冶金公司的 Seichio Kashu . (b) 直接沉积法?是当前制备纳米薄膜普遍采用的方法, ?基本原理:把纳米粒子直接沉淀在低温基片上. ?制备方法主要有三种:惰性气体蒸发法、等离子溅射法和辉光放电等离子诱导化学气相沉积法. ?基片的位置、气体的压强、沉淀速率和基片温度是影响纳米膜质量的重要因素. (Ⅰ)金属-非金属纳米复合膜的制备?当C 2H 5 +/ Ar + <10 -2时, 只获得组成基本上为金属的纳米粒子膜; C 2H 5 +/ Ar + =10 -1~ 10 - 2 时,可获得不同金属颗粒含量的膜。(美国 IBM 公司) 体积分数( volume fraction) 变化表9-2 金属颗粒的有机复合膜中粒径与金属体积分数的关系金属体积分数(%) Au(fcc) 粒子的平均粒径 d(nm) Co(hcp) 粒子的平均粒径 d(nm) ? 40?15 (Ⅱ)铜-高聚物纳米镶嵌膜的制备?这种镶嵌膜( embadded film) 是把金属纳米粒子镶嵌在高聚物的基体中. ?其装置的示意图如右图所示. (c) 气相法制备纳米薄膜的几个主要影响因素?(Ⅰ)衬底(基片)的影响(包括衬底材质的选择和温度的影响). ?(Ⅱ)制备方法的影响. ?方法膜生长初期的结构晶格常数(?) 蒸发法 离子束法 磁控溅射法 电子回旋共振等离子溅射法 表 9-3 四种不同沉积法得的 Ti纳米膜的结构