薄膜材料及其制备技术-2015级研究生

《薄膜材料及其制备技术》作业 ——材料科学与工程学院2015级研究生

N3?m-1，1，在T=291K时，水的表面张力系数（或表面能）s=0.07va=18.016醋10-6m3mol-1，如果水滴半径r=10-8m，请计算此时的蒸汽压p'（用

p表示）以及水滴内外压强差Dp。（10分）

2，从热力学的角度证明：当从过饱和（压强为p’）的气相析出凝聚相时，凝聚

2sva)=p'/p；并由此得到结论：①当凝聚体相的临界晶核尺寸rc满足：exp(KBTrc晶核的尺寸rrc时，随时间的演化，晶核将长大；③当r=rc时，晶核随时间既不消逝也不长大。（va为凝聚体原子或分子的体积；p’为过饱和蒸气压；p为饱和蒸气压；σ为表面能）（10分）

3，当有衬底存在时，气体的形核就称作非均匀形核，证明：形核功

2-3cosq+cos3q*式中，为均匀形核时的形核功；θ为浸润角。DG均DG=DG?[]。

4**均由此可以判断：当薄膜能够充分浸润衬底时，薄膜的形核功为0。（10分） 4，试从微观键能的观点证明：描述浸润问题的Young方程sLVcosq=sSV-sSL可

q=uLS（其中，uLL为单位面积的液相原子之间的键能；uLS2为固-液界面上单位面积的固-液原子之间的键能），进而说明若A能够浸润B，并不能够推出B也能够浸润A的结论。（10分） 5，请论述真空度对成膜质量的影响。（10分）

6，衬底温度（即生长温度）是如何影响薄膜生长模式的？（10分） 7，论述晶格失配（既失配应力）与薄膜生长模式的关系。（10分）

8，论述衬底表面对形核难易程度：凹面>平面>凸面。即凹面处最容易形核，而凸面处最难形核。（10分）

9，试解释二维成核的层状生长机理与Step-flow生长机理，并进一步论证在何种情况下薄膜倾向于step-flow生长。（10分）

10， 自行查找文献，阐述一种流行的薄膜生长技术及其特点，并举例讲述其具体制备薄膜的实例及成膜质量。（10分）

*作业可以打印。不准抄袭，一经发现，即作零分处理。作业于2016年6月1日前汇总上交。

以近似写作uLLcos2