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1、CH2-5 化学溶液沉积镀膜Chemical Solution Deposition 溶溶液液镀镀膜膜是是指指在在溶溶液液中中利利用用化化学学反反应应或或电电化化学学反反应应等等化学方法在基片表面沉积薄膜的技术。化学方法在基片表面沉积薄膜的技术。 溶溶液液镀镀膜膜技技术术不不需需要要真真空空条条件件，设设备备仪仪器器简简单单，可可在在各各种种基基体体表表面面成成膜膜，原原料料易易得得，在在电电子子元元器器件件、表表面面涂涂覆覆和装饰等方面得到广泛应用。和装饰等方面得到广泛应用。包括电化学镀膜，阳极氧化，包括电化学镀膜，阳极氧化，Sol-GelSol-Gel，MOD MOD ，LBLB膜等，又称
2、膜等，又称湿法镀膜湿法镀膜。主要内容主要内容2.5.1 电化学化学镀膜技膜技术2.5.2 化学反化学反应镀膜技膜技术2.5.3 溶胶溶胶- -凝胶凝胶镀膜技膜技术2.5.4 LBLB镀膜技膜技术概念：电流通过在电解液中的流动而产生化学反应，在阳极或阴极上沉积薄膜的方法。电解反应：指电流通过 电解液或熔盐所引发的电化学反应。具体地根据电解反应产生的位置，可以分为以下两种过程：在2.5.1 电化学镀膜技术电化学镀膜技术基础知识：法拉第电解定律：电流通过电解质溶液时，流经电极的电量 与 发生电极反应的物质的量 成正比。(Faraday，1833) 即电极上析出或溶解物质的总量法拉第常数（F）：1 m
3、ol电子的电量被定义为法拉第常数（F）： F = NAqe = 6.021023 个/mol 1.602210-19 C/个 = 96,500 C/mol因此：法拉第定律反映电解过程中的电荷迁移总量与物质反应总量间的定量对应关系。电化学沉积薄膜的规律：沉积物质通量满足：j 电流密度； m 沉积物质量；t 沉积时间； A 薄膜面积；M 沉积物的分子量； t 沉积时间； 效率因子 (1时，形成多核聚合物。时，形成多核聚合物。 Mz+可通过可通过O2-、OH-、H2或或A-与配体桥联与配体桥联。 二、溶胶二、溶胶-凝胶合成方法基本原理凝胶合成方法基本原理2.5.3 溶胶溶胶-凝胶镀膜技术凝胶镀膜技术
4、在在较较高高的的温温度度下下通通过过可可控控制制的的成成核核作作用用和和晶晶体体生生长长获获得得溶溶胶胶 金金属属盐盐在在过过量量碱碱作作用用下下于于室室温温迅迅速速水水解解形形成成凝凝胶胶状状沉沉淀淀，将将过过量量电电解解质质洗洗去去，加加入入强强酸酸在在较较高高的的温温度度下下分分散散成成溶溶胶胶2、无机盐的水解-缩聚反应：浓缩法和分散法2.溶胶凝胶合成方法基本原理溶胶凝胶合成方法基本原理Coating method2.5.3 溶胶溶胶-凝胶镀膜技术凝胶镀膜技术MOD/CSD2.5.3 溶胶溶胶-凝胶镀膜技术凝胶镀膜技术2.5.3 溶胶溶胶-凝胶镀膜技术凝胶镀膜技术Polycrystal
5、Polymer assisted deposition (PAD) is a chemical solution route to high quality thin films ofmetal oxides. This technique employs metal ions coordinated to polymers as the film precursor.The use of polymer bound metals has several advantages. The polymer controls the viscosity and binds metal ions, r
6、esulting in a homogeneous distribution of metal precursors in the solution and the formation of uniform metal oxide films. The nature of the metal oxide deposition is dominated by bottom-up growth, leading to ready formation of crack-free epitaxial metal oxides and the ability to coat nanofeatured s
7、ubstrates in a conformal fashion.A novel method to get the epitaxial thin films by CSD approach主要内容主要内容2.5.1 化学反化学反应镀膜技膜技术2.5.2 溶胶溶胶- -凝胶凝胶镀膜技膜技术2.5.3 电化学化学镀膜技膜技术2.5.4 LBLB镀膜技膜技术 Langmuir-Blodgett技技术术（LB技技术术）是是指指把把液液体体表表面面的的有有机机单单分分子子膜膜转转移移到到固固体体衬衬底底表表面面上上的的一一种种成成膜膜技技术术。得得到到的的有机有机薄膜称为薄膜称为LB薄膜。薄膜。 基本
8、原理类似与表面活性剂。其分子具有两性基。基本原理类似与表面活性剂。其分子具有两性基。 亲水基：羧基（亲水基：羧基（-COOH），醇基（），醇基（-OH）等；）等； 不亲水基：不亲水基：CH3等；等；2.5.4 Langmuir-Blodgett技术技术CHCH3 3CHCH2 2C CO OOHOH亲水基亲水基亲油基亲油基水水q 单分子层的转移单分子层的转移 根根据据薄薄膜膜分分子子在在基基片片上上的的相相对对取取向向，LBLB薄薄膜膜可可分分为为X X型型、Y Y型、型、Z Z型三种类型。型三种类型。LBLB薄膜每层分子的亲油基指向基片表面薄膜每层分子的亲油基指向基片表面2.5.4 Lang
9、muir-Blodgett技术技术LBLB薄膜每层分子的亲水基指向基片表面薄膜每层分子的亲水基指向基片表面2.5.4 Langmuir-Blodgett技术技术LBLB薄膜每层分子的亲水基与亲水基相连，薄膜每层分子的亲水基与亲水基相连，亲油基与亲油基相连亲油基与亲油基相连2.5.4 Langmuir-Blodgett技术技术q 制膜技术和装置制膜技术和装置 水槽水槽 刮膜板刮膜板 表面压传感器表面压传感器 提膜装置提膜装置2.5.4 Langmuir-Blodgett技术技术q LBLB薄膜的特点薄膜的特点优点：优点： LBLB薄膜中分子有序定向排列，这是一个重要特点；薄膜中分子有序定向排列，
10、这是一个重要特点； 很多材料都可以用很多材料都可以用LBLB技术成膜，技术成膜， LBLB膜膜有有单单分分子子层层组组成成，它它的的厚厚度度取取决决于于分分子子大大小小和和分分子的层数；子的层数； 通通过过严严格格控控制制条条件件，可可以以得得到到均均匀匀、致致密密和和缺缺陷陷密密度度很低的很低的LBLB薄膜；薄膜； 设备简单，操作方便。设备简单，操作方便。缺点：缺点： 成膜效率低，成膜效率低， LBLB薄膜均为有机薄膜，包含了有机材料的弱点；薄膜均为有机薄膜，包含了有机材料的弱点； LBLB薄膜厚度很薄，在薄膜表征手段方面难度较大。薄膜厚度很薄，在薄膜表征手段方面难度较大。2.5.4 Lan
11、gmuir-Blodgett技术技术q LBLB薄膜的应用薄膜的应用 LBLB技技术术可可以以把把一一些些具具有有特特定定功功能能的的有有机机分分子子或或生生物物分分子子有有序序定定向向排排列列，使使之之形形成成某某一一特特殊殊功功能能的的超超薄薄膜膜，如如有有机机绝绝缘缘薄薄膜膜、非非线线性性光光学学薄薄膜膜、光光电电薄薄膜膜、有有机机导导电电薄薄膜膜等等。它它们们有有可可能能在在微微电电子子学学、集集成成光光学学、分分子子电电子子学学、微微刻刻蚀蚀技术以及生物技术中得到广泛应用。技术以及生物技术中得到广泛应用。 LBLB薄薄膜膜电电子子束束敏敏感感抗抗蚀蚀层层有有可可能能成成为为超超高高分
12、分辨辨率率微微细细加工技术的一个发展方向。加工技术的一个发展方向。 有有机机非非线线性性光光学学材材料料具具有有非非线线性性极极化化效效率率高高，不不易易被被激激光光损损伤伤，制制备备方方便便等等特特点点，LBLB技技术术为为有有机机非非线线性性材材料料应应用提供了重要途径。用提供了重要途径。2.5.4 Langmuir-Blodgett技术技术1.什么是化学镀？它与化学沉积镀膜的区别？什么是化学镀？它与化学沉积镀膜的区别？2.自催化镀膜的特点？自催化镀膜的特点？3.Sol-Gel镀膜技术的特点和主要镀膜技术的特点和主要 过程？过程？4.阳极氧化镀膜和电镀的原理和特点？阳极氧化镀膜和电镀的原理和特点？5.什么是什么是LB技术？技术？LB薄膜的种类？薄膜的种类？LB薄膜的特点？薄膜的特点？
