薄膜真空制备技术

课程编码：180090085807P4001H 英文名称：Vacuum Deposition Techniques of Thin Film Materials 课时：20 学分：1.00 课程属性：研讨课 主讲教师：丁发柱等

本课程是多学科专业硕士和博士研究生的专业研讨课。本课程将陈述薄膜真空沉积中普遍使用的科学技术内容，包括：真空技术与装置，薄膜科学物理基础，常见的薄膜真空制备方法，薄膜沉积和生长过程中的热力学、动力学和相变等过程，以及薄膜材料的应用。通过本课程的学习，希望学生能够掌握常见的真空镀膜技术和主要的薄膜制备知识。该课程的主要目的是为学生将来从事薄膜材料的真空制备方面的研究、工作打下理论基础，了解薄膜材料的最新真空制备技术。

大学物理、大学英语

第一章 真空科学与技术基础 3学时 丁发柱
第1节 薄膜与相关高新技术介绍
第2节 真空基础概念，真空表征，气体峰值与表面的相互作用，温度-蒸汽压特性、元素的电离电位，真空相关物理参数，常用计量单位换算，能量、压力换算及气体性质（教师讲授）
第3节 学生分组，落实研讨负责内容
第二章 真空泵与真空规、及真空设备实际问题 3学时 徐中堂
第1节 真空泵（机械泵、扩散泵、涡轮分子泵、吸附泵、升华泵等）
第2节 真空计量仪器（电阻规、电离规、隔膜规、四极质谱仪）
第3节 气体质量流量计（毛细管流量计、层压流量计），及相关装置的选型举例
第4节 排气、放气基础知识，排气系统，捡漏技术，真空镀膜设备气路布局
第5节 教师点评，并对上述学生研讨内容进行补充讲解
第三章 气体放电、等离子体、离子表面相互作用 3学时 徐中堂
第1节 带电粒子在电磁场中的运动
第2节 气体电离与激发，气体放电过程
第3节 低温等离子体，辉光放电、弧光放电、高频放电、磁控放电的概述
第4节 低压、高密度放电
第5节 教师点评，并对上述学生研讨内容进行补充讲解
第四章 薄膜生长与结构 3学时 丁发柱
第1节 薄膜生长过程（吸附、表面扩散与凝结，薄膜的形核、生长）
第2节 薄膜的结构，非晶薄膜
第3节 薄膜基本性质（导电、电阻温度系数、密度、电介质、粘附力、内应力）
第4节 教师点评，并对上述学生研讨内容进行补充讲解
第五章 溅射镀膜 3学时 丁发柱
第1节 真空溅射镀膜
第2节 溅射镀膜的10种方式
第3节 溅射源-靶材，溅射镀膜实例
第4节 教师点评，并对上述学生研讨内容进行补充讲解
第六章 离子镀膜和离子束沉积、离子束辅助沉积 3学时 丁发柱
第1节 离子镀膜
第2节 离子束沉积及离子束辅助沉积
第3节 化学气相沉积的种类：常压化学气相沉积，低压化学气相沉积，超高真空化学气相沉积，等离子体化学气相沉积，原子层化学气相沉积，热丝化学气相沉积，有机金属化学气相沉积
第4节 教师点评，并对上述学生研讨内容进行补充讲解
第七章 薄膜性能表征 2学时 丁发柱
第1节 薄膜应力、硬度等力学性能及微观结构表征
第2节 研讨上一章内容，课程中在适当部分介绍中国改革开放以来薄膜真空装备和技术的进步和超越世界先进水平的内容

丁发柱（首席），中国科学院电工研究所研究员，中国科学院大学岗位教授，博士生导师。长期从事高温超导材料的制备及应用研究、热电材料与器件等领域。主持了包括国家重点研发计划，863计划，973计划，国家自然科学基金等国家级项目10项。2020年度获得中科院青促会优秀会员，并得到该人才项目的最高经费支持。获得江苏省科学技术奖一项。“Rare Metals”等多个期刊青年编委。以第一作者和通讯作者发表SCI论文68篇，授权国家发明专利36件，出版中文专著1部，参与英文专著1部。
徐中堂，中国科学院电工研究所副研究员，长期专注于脉冲激光沉积（PLD）技术的应用研究，涵盖高温超导涂层导体、铁基超导薄膜和复杂氧化物薄膜的制备与性能优化，并在磁通钉扎及其动力学领域具有深入研究经验。主持了包括高场高温超导线带材（子任务负责人）、中国科学院仪器设备功能开发项目和国家自然科学基金在内的多项国家级科研项目，同时参与了国家“973”计划、国家自然科学基金重大国际合作项目、中科院前沿科学重点研究项目、中国科学院战略性先导科技专项以及北京市科技计划等重要科研项目。以第一作者或通讯作者身份在SCI收录期刊发表论文30余篇。