压电薄膜的制备、结构与应用PDF格式文档图书下载

目录 1

序 1

前言 1

第一章压电材料与压电学基础 1

1.1 压电材料的发展 1

1.2晶体的点阵结构和对称性 2

1.2.1晶体的定义 2

1.2.2晶体的点阵结构 3

1.2.3晶体的宏观对称性 5

1.2.4晶体物性与点群的关系 10

1.3晶体的压电性质 12

1.3.1晶体的介电性质 12

1.3.2晶体的弹性性质 15

1.3.3晶体的压电性质 19

1.4压电薄膜的电学性质 22

1.4.1介电常数 22

1.4.2体积电阻率 23

1.4.3损耗角正切 23

1.4.4击穿场强 24

1.4.5体声波性能 24

1.4.6表声波性能 26

参考文献 27

第二章压电薄膜的制备方法 30

2.1真空技术基础 30

2.1.1真空获得 30

2.1.2真空测量 31

2.2真空蒸发镀膜 32

2.2.1真空蒸发的原理 32

2.2.2蒸发源的类型 35

2.2.3分子束外延 37

2.3溅射镀膜 39

2.3.1溅射的基本原理 39

2.3.2溅射镀膜的类型 41

2.4化学气相沉积 44

2.4.1化学气相沉积原理 44

2.4.2化学气相沉积的类型 46

2.5磁控溅射制备AIN薄膜 48

2.5.1磁控溅射装置 49

2.5.2磁控溅射工作原理 49

2.5.3基片的清洗 51

2.5.5反应溅射的原理 54

7.1.3声表面波换能器 1 54

2.5.4薄膜样品的制备条件 54

2.5.6溅射参数与薄膜沉积速率的关系 56

参考文献 63

第三章薄膜的形成、结构与缺陷研究 65

3.1薄膜的形成过程 65

3.1.1吸附、扩散和凝结 65

3.1.2核的形成与生长 67

3.1.3薄膜的形成 68

3.2薄膜的结构 70

3.2.1薄膜的组织结构 70

3.2.2薄膜的晶体结构 73

3.2.3薄膜的表面结构 74

3.2.4薄膜的附着力与内应力 76

3.3薄膜的缺陷 79

3.3.1薄膜的点缺陷 79

3.3.2薄膜的位错 81

3.3.3薄膜的晶界与层错 82

3.3.4薄膜的热处理 83

参考文献 84

4.1薄膜厚度的测量 85

4.1.1薄膜厚度的光学测量法 85

第四章薄膜材料的表征方法 85

4.1.2薄膜厚度的机械测量法 91

4.2薄膜结构的表征 93

4.2.1扫描电子显微镜 93

4.2.2 X射线衍射方法 96

4.2.3 X射线织构分析 97

4.2.4低能电子衍射和反射式高能电子衍射 98

4.2.5红外光谱分析 101

4.2.6原子力显微镜分析 101

4.3薄膜成分的分析 102

4.3.1原子内的电子激发及相应的能量过程 102

4.3.2 X射线光电子能谱 104

4.3.3俄歇电子能谱 106

4.3.4 Rutherford背散射技术 107

参考文献 110

第五章AIN薄膜择优取向的研究 111

5.1 溅射气压对薄膜择优取向的影响 111

5.2靶基距对薄膜择优取向的影响 114

5.3靶功率对薄膜择优取向的影响 115

5.4氮气浓度对薄膜择优取向的影响 117

5.5基片种类对薄膜择优取向的影响 119

5.6薄膜择优取向机理的探讨 122

5.7薄膜择优取向程度与实验参数之间的函数关系 124

5.7.1函数关系的建立 125

5.7.2理论计算结果与实验结果的比较 131

5.8薄膜的织构 134

参考文献 136

第六章AIN薄膜的表面结构和组成分析 139

6.1 AIN薄膜的表面粗糙度分析 139

6.1.1溅射功率对薄膜表面粗糙度的影响 140

6.1.2靶基距对薄膜表面粗糙度的影响 141

6.1.3薄膜表面粗糙化机理的研究 142

6.2 AIN薄膜的组成分析 143

6.2.1薄膜表面组成分析 144

6.2.2薄膜纵向组成分析 146

参考文献 147

7.1.1声表面波基础 149

7.1声表面波器件应用 149

第七章压电薄膜的应用 149

7.1.2声表面波材料 152

7.1.4声表面波滤波器 156

7.1.5声表面波延迟线 158

7.1.6声表面波放大器 159

7.2压电薄膜体波模的应用 159

7.2.1体波模薄膜换能器的电特性 160

7.2.2用于信号处理的超声波器件 162

7.2.3音响器件 164

7.2.4振子 164

参考文献 166

附录230个晶体学空间群 167

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