
【电】 thin-film formation
film; membrane; pellicle
【计】 thin membrane; thin-film
【医】 film
form; engender; come into being; emerge; fashion; mould; pose; shape
【医】 formation
【经】 forms; shape
薄膜形成(Thin Film Formation)是材料科学中的核心概念,指通过物理或化学方法在基底表面沉积纳米至微米级厚度的连续材料层。根据《牛津材料科学词典》,其定义涵盖气相沉积、溶液成膜等工艺。该过程通常分为三个阶段:
工业应用包括半导体集成电路的介电层沉积(<100nm)、光伏电池的透明导电氧化物镀膜等,国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)将膜厚分类为:极薄膜(<10nm)、薄膜(10nm-1μm)、厚膜(>1μm)。
薄膜形成是指气态物质在基片表面经历吸附、凝结、成核与生长等过程,最终形成固态薄膜的相变过程。其核心机制可分为以下几个阶段:
气相原子或分子撞击基片表面后,被表面不饱和键(悬挂键)吸附。这一过程分为物理吸附(弱范德华力)和化学吸附(强键合),吸附粒子随后通过表面迁移寻找能量最低的稳定位置,完成气-固相变。
吸附原子通过扩散聚集形成小原子团(临界核),当原子团尺寸超过临界值时,晶核稳定并开始生长。成核方式包括:
晶核通过两种主要方式扩展:
当晶核密度足够高时,相邻岛状结构通过扩散结合,逐渐填满基片表面空隙,最终形成连续薄膜。此阶段受温度、沉积速率和基片性质影响显著。
薄膜的科学定义为由原子、分子或离子在基片表面沉积形成的二维材料,广泛应用于光学、电子等领域。如需更详细机制(如溅射成膜),可进一步查阅文献或专业课件。
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