【慧聪表面处理网】 薄膜就是在基体材料表面所制备的一层或几层很薄的材料，其厚度可以从几个纳米到几十微米，因此薄膜在厚度方向的尺度和水平方向的尺度相比非常小，尤其是纳米级厚度的薄膜，因此可以认为是二维材料。与三维块体材料相比，薄膜材料有着特殊的性能，尤其是具有特殊的光、电、磁等效应；又由于大部分材料在应用中发挥作用的大多是其表面附近的部分，或其表面起着特殊的作用，所以在块体材料表面制备满足要求的薄膜，对材料表面进行加工处理，可以赋予材料表面特殊的性能或对材料表面加以防护从而大大提高材料的性能。同时，用薄膜材料替代块体材料可以节约能源，并且避免块体材料制备技术上的困难，因此薄膜技术在新材料研究领域得到广泛的重视。

    薄膜制备方法可以分为气相生成法、氧化法、离子注入法、扩散法、电镀法、涂布法、液相生长法等。其中气相生成法可分为物理气相沉积法(PhysicalVaporDeposition，简称PVD法)和化学气相沉积法(ChemicalVaporDeposition，简称CVD法)，由于它们基本上都是处于真空环境下进行的，因此称它们为真空镀膜技术。

    表1.1介绍了现在广泛使用及新出现的真空镀膜技术分类。其中，PVD法主要包括真空蒸镀法、溅射镀膜和离子镀膜，是基本的薄膜制备技术。真空蒸镀是在真空室中，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸气流，溅射到固体(称为基体)表面凝聚形成固态薄膜。蒸发源是蒸发装置的关键部件，根据蒸发源的不同可以将蒸发镀膜分为电阻蒸发源蒸镀法、电子束蒸发源蒸镀法、高频感应蒸发源蒸镀法和激光束蒸发源蒸镀法等。溅射镀膜的方式很多，比较具有代表性的方法有：直流二级、三极或四极溅射、磁控溅射、对向靶溅射、射频溅射、反应溅射、偏压溅射、非对称交流溅射、离子束溅射。离子镀膜又叫离子镀(IonPlating，简称IP)，它是在真空蒸发和溅射技术基础上发展起来的一种新的镀膜技术，即在真空条件下使气体或蒸发物质电离，在气体离子或被蒸发物质离子的轰击下，同时将蒸发物或其反应产物蒸镀在基体上。近年来，物理气相沉积技术的应用对象不断扩展，处理时基体温度进一步降低，新型镀层、复合镀层、多层镀层大量出现[11]。随着高功率激光技术的日益成熟、微波技术的应用以及对薄膜性能要求的不断提高，许多新的物理技术引用到薄膜的制备中来，如脉冲激光沉积(PLD)[12，13]、分子束外延(MBE)[14]、液相外延(LPE)、热壁外延(HWE)等[1]。其中，脉冲激光沉积(PulsedLaserDeposition，PLD)是将准分子脉冲激光器所产生的高功率脉冲激光束聚焦作用于靶材表面，使靶材表面产生高温及熔蚀，并进一步产生高温高压等离子体，这种等离子体定向局部膨胀发射并在基体上沉积而形成薄膜。PLD技术在难熔材料及多组分材料(如化合物半导体、电子陶瓷、超导材料)的精密薄膜尤其是外延单晶纳米薄膜及多层结构的制备上显示出广阔前景[15]。分子束外延生长法(MolecularBeamEpitaxy，MBE)是1969年由Bell实验室的J.R.Arthur命名的。它是一种新的主要用于开发Ⅲ-Ⅴ族半导体的外延生长法，这种方法是把所需要外延的膜料放在喷射炉中，在10-8Pa量级的超高真空条件下使其加热蒸发，并将这些膜料组分的原子(或分子)按一定比例喷射到加热的基体下外延沉积成膜。目前，用MBE方法制备的半导体薄膜激光器、HgCdTe红外探测器、InGaAs/InGaAsP等量子阱材料在实际应用方面展示了重要的前景。