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1、纳米膜的制备方法第1页，本讲稿共16页1.模板法合成纳米薄膜模板法合成纳米薄膜纳米颗粒的形成一般可分为两个阶纳米颗粒的形成一般可分为两个阶段：段：第一是晶核的生成。第一是晶核的生成。第二是晶核的长大。第二是晶核的长大。第2页，本讲稿共16页 要制备粒径均匀，结构相同的纳要制备粒径均匀，结构相同的纳米颗粒，相当于让烧杯中天文数字的米颗粒，相当于让烧杯中天文数字的原子同时形成大小一样的晶核，并且原子同时形成大小一样的晶核，并且同时长大到相同的尺寸。因此为了得同时长大到相同的尺寸。因此为了得到尺寸可控，无团聚的纳米颗粒，必到尺寸可控，无团聚的纳米颗粒，必须找到有效的须找到有效的“窍门窍门”，来干预化
2、学，来干预化学反应的过程。反应的过程。第3页，本讲稿共16页 第4页，本讲稿共16页第5页，本讲稿共16页2.分子束外延法分子束外延法分子束外延（分子束外延（MBE）技术主要是一种可）技术主要是一种可以在原子尺度上精确控制外延厚度、掺以在原子尺度上精确控制外延厚度、掺杂和界面平整度的超薄层薄膜制备技术。杂和界面平整度的超薄层薄膜制备技术。所谓所谓“外延外延”就是在一定的单晶体材料衬就是在一定的单晶体材料衬底上，沿着衬底的某个指数晶面向外延伸底上，沿着衬底的某个指数晶面向外延伸生长一层单晶薄膜。生长一层单晶薄膜。第6页，本讲稿共16页分子束外延是在超高真空条件下，精分子束外延是在超高真空条件下，
3、精确控制原材料的分子束强度，把分子确控制原材料的分子束强度，把分子束射入被加热的底片上而进行外延生束射入被加热的底片上而进行外延生长的。由于其蒸发源、监控系统和分长的。由于其蒸发源、监控系统和分析系统的高性能和真空环境的改善，析系统的高性能和真空环境的改善，能够得到极高质量的薄膜单晶体。能够得到极高质量的薄膜单晶体。第7页，本讲稿共16页生长有石墨烯的铜箔边缘，宛如萦绕着神秘气息的连绵雪山。第8页，本讲稿共16页硅柱与硅线结合，宛如石林，突兀参差，千姿百态。第9页，本讲稿共16页3.真空蒸发法真空蒸发法 真空蒸发法沉积纳米薄膜的原理：真空蒸发法沉积纳米薄膜的原理：在真空环境下，给待蒸发物提供足
4、够在真空环境下，给待蒸发物提供足够的热量以获得蒸发所必需的蒸气压，的热量以获得蒸发所必需的蒸气压，在适当的温度下，蒸发粒子在基片上在适当的温度下，蒸发粒子在基片上凝结，实现真空蒸发薄膜沉积。凝结，实现真空蒸发薄膜沉积。第10页，本讲稿共16页真空蒸发沉积的过程：真空蒸发沉积的过程：1.蒸发源物质由凝聚相转变为气相；蒸发源物质由凝聚相转变为气相；2.在蒸发源与基片之间蒸发粒子的输运；在蒸发源与基片之间蒸发粒子的输运；3.蒸发粒子到到基片后凝结、成核、长大、蒸发粒子到到基片后凝结、成核、长大、成膜成膜第11页，本讲稿共16页 采用真空沉积镀膜技术，在玻璃表采用真空沉积镀膜技术，在玻璃表面形成纳米级
5、微孔结构的二氧化钛光催面形成纳米级微孔结构的二氧化钛光催化薄膜，在阳光的作用下，产生电子空化薄膜，在阳光的作用下，产生电子空穴对，以其特有的强氧化能力，将玻璃穴对，以其特有的强氧化能力，将玻璃表面的几乎所有的有机物完全氧化并降表面的几乎所有的有机物完全氧化并降解为相应的无害无机物，在雨水冲刷下解为相应的无害无机物，在雨水冲刷下便可自洁，从而对环境不会产生二次污便可自洁，从而对环境不会产生二次污染，同时使玻璃表面具有超亲水性，从染，同时使玻璃表面具有超亲水性，从而使玻璃表面具有自洁、防雾和不易被而使玻璃表面具有自洁、防雾和不易被再被污染的功能。再被污染的功能。第12页，本讲稿共16页第13页，本
6、讲稿共16页4.化学气相沉积法化学气相沉积法 化学气相沉积（化学气相沉积（CVD，chemical vapor deposition）是利用气态的先驱反应物，）是利用气态的先驱反应物，通过原子、分子间发生热分解、还原或其通过原子、分子间发生热分解、还原或其他化学反应的途径生成固态薄膜的技术。他化学反应的途径生成固态薄膜的技术。第14页，本讲稿共16页化学气相沉积法按照激发源的不同化学气相沉积法按照激发源的不同又可分为高温气相裂解法、激光辅又可分为高温气相裂解法、激光辅助化学气相沉积法、等离子体辅助助化学气相沉积法、等离子体辅助化学气相沉积法等。化学气相沉积法等。第15页，本讲稿共16页由由PaulaHammondPaulaHammond教授教授负责的美国工程师学负责的美国工程师学会称他们已经通过一会称他们已经通过一种新的燃料电池薄膜种新的燃料电池薄膜把燃料电池的功率提把燃料电池的功率提高了高了50%50%之多。之多。第16页，本讲稿共16页