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第一章 单晶材料的制备1

第一节 固相-固相平衡的晶体生长2

1.1 形变再结晶理论2

1.1.1 再结晶驱动力2

1.1.2 晶粒长大3

1.2 应变退火及工艺设备6

1.2.1 应变退火6

1.2.2 用应变退火法生长特殊晶体7

1.3 利用烧结生长11

第二节 单组分液相-固相平衡的晶体生长11

2.1 晶体生长的理论基础12

2.1.1 相变驱动力12

2.1.2 非均匀形核15

2.1.3 晶体的平衡形状26

2.1.4 温场和热量传输(直拉法生长)28

2.2 定向凝固法36

2.2.1 设备37

2.2.2 特殊晶体的生长38

2.2.3 单晶高温合金41

2.3 提拉法42

2.3.1 设备44

2.3.2 晶体生长的一般原则45

2.3.3 用提拉法生长半导体晶体47

2.4 区域熔化技术50

第二章 薄膜的制备54

第一节 真空蒸镀54

1.1 蒸发过程54

1.2.1 蒸发源的组成56

1.2 蒸发源56

1.2.2 蒸发源的加热方式57

1.3 合金、化合物等物质的蒸镀方法60

1.3.1 合金的蒸镀--闪蒸蒸镀法和双蒸发源蒸镀法61

1.3.2 化合物的蒸镀方法62

第二节 溅射成膜64

2.1 溅射的基本原理65

2.1.1 气体放电理论65

2.1.2 辉光放电68

2.1.3 辉光放电阴极位降区的分析70

2.1.4 溅射机制74

2.1.5 溅射率及其影响因素75

2.2.1 直流溅射78

2.2 溅射设备78

2.2.2 高频溅射79

2.2.3 磁控溅射81

2.2.4 反应溅射83

2.2.5 离子镀84

第三节 化学气相沉积(CVD)85

3.7 CVD原理85

3.1.1 以热分解反应制备薄膜材料85

3.1.2 以氢还原反应制备薄膜材料86

3.1.3 氧化反应制备氧化物薄膜86

3.1.4 运用化学反应制备化合物覆盖层反应86

3.1.5 物理激励反应过程87

3.2 影响CVD的参数87

3.2.1 反应体系成分87

3.2.2 气体的组成88

3.2.3 压力89

3.2.4 温度89

3.3 CVD设备89

3.3.1 气相反应室89

3.3.2 加热方法90

3.3.3 气体控制系统90

3.3.4 排气处理系统91

第三章 非晶态材料及其制备92

第一节 非晶态材料的基本概念92

1.1 有序态和无序态92

1.2 非晶态材料的分类92

第二节 非晶态固体的形成93

2.1.1 成核速率94

2.1 非晶态固体形成的动力学理论94

2.1.2 晶体生长速率95

2.1.3 熔体形成非晶态固体所需冷却速率的估计95

2.2 非晶态固体形成的结构化学理论98

2.2.1 键性98

2.2.2 键强99

2.2.3 分子的几何结构99

2.3 金属玻璃的形成与稳定性102

2.3.1 合金化反应104

2.3.2 尺寸效应105

2.3.3 位形熵106

第三节 金属玻璃的晶化过程106

3.1 等温结晶转变107

3.1.1 J-M-A方程表达的等温转变分数X与等温退火时间t的关系107

3.1.3 等温转变速率109

3.1.2 速率常数KT与温度和弛豫时间的关系109

3.1.4 Kissinger方程和“自动催化”方程表达的转变分数x与等温退火时间t的关系110

3.1.5 等温转变时间与温度的关系110

3.2 变温结晶转变110

3.2.1 把J-M-A方程应用于变温转变的条件111

3.2.2 变温条件下的J-M-A方程的应用111

3.2.3 利用多种扫描速率的分析技术来测定？113

第四节 金属玻璃的制备原理及方法113

4.1 制备原理114

4.1.1 急冷喷铸114

4.1.2 自由喷纺116

4.2 制备方法117

4.2.1 气相沉积法117

4.2.2 液体急冷法119

第五节 非晶态半导体121

5.1 非晶态半导体的电子理论123

5.1.1 非晶态半导体的能带模型123

5.1.2 带尾定域态125

5.2 非晶半导体的光学性质128

5.2.1 光吸收128

5.2.2 光电导130

5.2.3 光致发光131

5.3 非晶硅太阳能电池与光电导器件133

5.3.1 非晶硅太阳能电池133

5.3.2 非晶硫系半导体太阳能电池135

5.3.3 非晶半导体光电导器件137

参考文献140