第3章薄膜的化學(xué)制備方法

第三章

薄膜制備的化學(xué)方法概念：薄膜制備過(guò)程中，凡是需要在一定化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的前提下完成薄膜制備的

技術(shù)方法，統(tǒng)稱(chēng)為薄膜沉積的化學(xué)方法。條件：化學(xué)反應(yīng)需要能量輸入和誘發(fā)優(yōu)、缺點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、成本較低、甚至無(wú)需真空環(huán)境即可進(jìn)行；

化學(xué)制備、工藝控制復(fù)雜、有可能涉及高溫環(huán)境。分類(lèi)：

CVD法制備薄膜過(guò)程描述（四個(gè)階段）（1）反應(yīng)氣體向基片表面擴(kuò)散；（2）反應(yīng)氣體吸附于基片表面；（3）在基片表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；（4）在基片表面產(chǎn)生的氣相副產(chǎn)物脫離表面，向空間擴(kuò)散或被抽氣系統(tǒng)抽走；基片表面留下不揮發(fā)的固相反應(yīng)產(chǎn)物----薄膜?；瘜W(xué)氣相沉積（CVD）在熱CVD法中，把含有要生成膜材料的揮發(fā)性化合物（稱(chēng)為源）汽化，盡可能均勻地送到加熱至高溫的基片上，在基片上進(jìn)行分解、還原、氧化、置換等化學(xué)反應(yīng)，并在基片上生成薄膜。作為揮發(fā)性化合物使用的有鹵化物、有機(jī)化合物、碳?xì)浠衔?、碳酰等。一、概述?）分類(lèi)：電化學(xué)鍍膜方法概念：電流通過(guò)在電解液中的流動(dòng)而產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，在陽(yáng)極或陰極上沉積薄膜的方法。具體地，即利用電解反應(yīng)，在

一、概念：

將III、V、VI族金屬/半金屬元素的有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)鹽(氯化物、硝酸鹽、乙酸鹽)溶于有機(jī)溶劑(乙酸、丙酮等)中獲得溶膠鍍液，采用浸漬或離心甩膠等方法涂覆于基片表面，因溶膠水解而獲得膠體膜，之后再進(jìn)行干燥脫水處理獲得氧化物等固體薄膜的方法。膜厚取決于溶液中金屬有機(jī)化合物的濃度、溶膠液的溫度和黏度、基片的旋轉(zhuǎn)速度、角度以及環(huán)境溫度等。二、典型實(shí)例

(制備TiO2光催化功能薄膜)：

水解：Ti(OC2H5)(鈦酸乙酯)+4H2OH4TiO4+4C2H5OH(乙醇)

脫水：3.3溶液化學(xué)鍍膜方法溶膠-凝膠技術(shù)LB技術(shù)Langmuir-Blodgett技術(shù)（LB技術(shù)）是指把液體表面的有機(jī)單分子膜轉(zhuǎn)移到固體襯底表面上的一種成膜技術(shù)。得到的有機(jī)薄膜稱(chēng)為L(zhǎng)B薄膜。原理：將有機(jī)分子分散在水面上，沿水平方向?qū)λ媸┘訅毫?，使分子在水面上緊密排列，形成一層排列有序的不溶性單分子層。再利用端基與固體基片表面的吸附作用，將單分子層沉積在基片上。CH3CH2COOH親水基親油基水

其分子具有兩性基：親水基：羧基（-COOH），醇基（-OH）等；不親水基(疏水基)：CH3等；

單分子層的轉(zhuǎn)移（沉積）根據(jù)薄膜分子在基片上的相對(duì)取向，LB薄膜結(jié)構(gòu)可分為X型、Y型、Z型三種類(lèi)型。基片每次進(jìn)出水面時(shí)都有分子沉積。LB薄膜每層分子的親水基與親水基相連，親油基與親油基相連。只有基片