ZnO薄膜的物理性质与制备方法研究
收稿日期:2007-10-15;修订日期:2007-10-25
作者简介:欧阳桂仓(1982-),男,江西赣州人,硕士研究生,主要从事半导体薄膜的制备及计算机模拟研究工作。基金项目:江西省自然科学基金资助项目(052016);江西省研究生创新基金专项资助。
第26卷 第1期2008年2月
江 西 科 学
J I A NGX I SC I ENCE
Vol .26No .1
Feb .2008
文章编号:1001-3679(2008)01-0161-04
Zn O 薄膜的物理性质与制备方法研究
欧阳桂仓,叶志清,吴木生
(1.江西师范大学物理与通信电子学院,江西 南昌330022;2.江西省光电子重点实验室,江西 南昌330022)
摘要:Zn O 为Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,是一种极具潜力的新型功能材料。给出了Zn O 薄膜的主要物理性能,并对制备方法作了比较详尽的介绍,包括激光脉冲沉积法、磁控溅射法、金属有机物化学气相沉积法、溶胶凝胶法、喷雾热解法、分子束外延法、原子层外延生长法。关键词:Zn O 薄膜;物理性质;制备方法
中图分类号:T N304.055 文献标识码:A
Study on Physi ca l Properti es and Growth M ethods of ZnO Th i n F ilm
OUY ANG Gui 2cang,YE Zhi 2qing,WU Mu 2sheng
(1.College of Physics and Communicati on &Electr onics,J iangxi Nor mal University,J iangxi Nanchang 330022PRC;2.Key Laborat ory of Phot oelectr onic &Telecommunicati on of J iangxi Pr ovince,J iangxi Nanchang 330022PRC )
Abstract:Zn O is a material for Ⅱ-Ⅵse m iconduct or,of course it is an novel functi onal material .I n the work,the physical p r operties of ZnO and vari ous gr owth techniques of ZnO thin fil m ,such as Pulsed Laser Depositi on,Magnetr on Sputtering,Metal -O rganic Che m ical Vapor Depositi on,Sol -Gel,Sp ray Pyr olysis,Molecular Bea m Ep itaxy,A t om ic Layer Ep itaxy,are intr oduced in detail .Key words:Zn O thin fil m ,Physical p r operties,Gr owth methods
1 ZnO 薄膜的物理性质
氧化锌是一种新型的Ⅱ-Ⅵ族宽禁带化合物半导体材料,具有六角纤锌矿型晶体结构,图1为Zn O 的晶体结构。它是一种直接带宽禁带半导
体,有较高的激子结合能(60me V ),通常在Zn O 薄膜的形成过程中,会产生O 空位和Zn 间隙原子
[1]
,这些本征缺陷使得ZnO 天然呈现n 型导电
性,其主要物理性质如表1[2]
。
如今,随着Zn O 薄膜制备工艺的不断发展、合理的掺杂及共掺杂,极大地拓宽了Zn O 半导体材料的应用领域,具备了高导电性能、高导热性能等,同时ZnO 来源丰富、价格低廉、毒性小,又具
有很高的热稳定性和化学稳定性。这些优点促使氧化锌广泛应用在光电器件、太阳能电池、表面声
波器件、非线形光学器件、紫外光探测器、气敏元件、湿敏材料、压敏器件等众多领域中,近些年赢得了很大的关注,成为化合物半导体材料中一个新的研究热点。
2 Zn O 薄膜的制备技术
目前,ZnO 薄膜的制备工艺方面已日趋成熟,并且几乎所有的现有制膜技术都可用于生长ZnO 薄膜。如上所述,ZnO 材料的研究应用涉及许多领域,很显然,制备技术及工艺参数决定着薄膜的性能,而不同的应用对ZnO 薄膜的薄膜厚
图1 Zn O的晶体结构
表1 ZnO的主要物理性能
项目内容
密度5.78g/c m3
热导率0.6W/(m.K)
介电常数7.9～8.5
晶格结构六方晶系、纤锌矿型
晶格常数a=0.32n m;c=0.52n m;
c/a=1.6
电子迁移率180cm2/(V.c)
电子有效质量0.32
空穴有效质量0.27
Zn O原子间距0.195n m～1.98n m
度、结晶取向、晶粒大小、表面平整度的要求各有区别。应该说,各种制备工艺都有其自身的优缺点,可以根据需要和实验条件作出最佳选择。下面就目前常采用的Zn O薄膜的制备技术进行比较详细的介绍。
2.1 脉冲激光沉积法(Pulsed Laser Depositi on)
激光脉冲沉积(P LD)是一种真空物理沉积方法,20世纪60年代研究者发现用激光束照射固体材料时,有电子、离子和中性原子从固体表面溅射出来在表面附近形成一个发光的等离子区[3],直到20世纪80年代后期,伴随着G W级短波长脉冲准分子激光器的出现,脉冲激光沉积便得到了迅速发展。
整个激光脉冲沉积(P LD)过程可以概括分为4个物理过程:(1)KrF或A rF激光器发出的高能激光与靶相互作用,使材料一致汽化并产生等离子体;(2)等离子体的定向局域等温绝热膨胀发射;(3)激光等离子体与基片表面的相互作用;
(4)等离子体在衬底表面凝结成膜。使用该工艺制备Zn O薄膜时,可独立调节工艺参数,达到理想的化学计量比,并且薄膜的平整度较高,易于实现多层膜结构的生长,同时还避免了不必要的玷污,保证了纯度,生长出高质量的薄膜。只是由于熔蒸“羽辉”具有很强的定向性,只能在很窄的范围内形成均匀厚度的膜。因此,P LD方法不适于制备大面积厚度均匀的薄膜。
2.2 磁控溅射法(Magnetr on Sputtering)
磁控溅射法被认为是镀膜技术中最成熟的ZnO薄膜制备方法,通常分为直流和射频2种。该方法是利用荷能粒子轰击靶材,使靶材原子或分子被溅射出来并沉积到衬底表面的一种工艺,以溅射率高、基片温升低、膜-基结合力好、装置性能稳定、操作控制方便等优点[4]受到青睐,成为镀膜工业应用领域(特别是建筑镀膜玻璃、透明导电膜玻璃、柔性基材卷绕镀等对大面积的均匀性有特别苛刻要求的连续镀膜场合)的首选方案。
另外,磁控溅射法可获得高度c轴取向,表面平整度高,可见光透过率较高及低电阻率的薄膜,可应用于表面声波器件的制备。但是在磁控溅射过程中,因为粒子轰击衬底及已生长的薄膜易造成表面损伤,以及部分锌原子与氧没有完全反应所产生的缺陷等,在目前的技术条件下,仍然比较难生长出ZnO单晶薄膜。
2.3 金属有机物化学气相沉积(Metal-O rganic
Che m ical Vapor Depositi on)
金属有机物化学气相沉积的突出特点是有效地制取ZnO单晶薄膜,成为一种非常受重视的研究方法。它是将反应物由气相引入到衬底表面发生反应形成薄膜的一种工艺。一般采用二乙基锌(DEZ)作Zn源和氧气或水作O源,且极易实现多种掺杂。
MOCVD主要有常压、低压和光增强3种类型,而数常压MOCVD为最常用的一种气相外延技术。徐步衡[5]等人用MOCVD法生长的ZnO薄膜:衬底温度160℃,二乙基锌(DEZ)的流量为342μmol/m in,H2O流量为500μmol/m in,反应气压为5×133.32Pa,掺杂气体为B
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H6,流量为5 scc m,获得低电阻率、方块电阻为40Ω/□、透过
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率>85%等稳定光电特性。
MOCVD法生长的Zn O膜可用于太阳能电池、紫外探测器、S AW等器件。虽然MOCVD的
造价较高,沉积要求严格,但生长薄膜的质量好,因此这种方法也得到了广泛商业应用。只是用MOCVD方法制备薄膜时,通常存在一个问题,由于锌源与氧过早接触,导致未到衬底以前,气相反应已经发生,形成的微粒进入ZnO薄膜,这必然降低了薄膜的质量。因此气体输入的位置有待改善并尽可能的限制其反应。
2.4 溶胶凝胶法(Sol-Gel)
溶胶凝胶法是一种新型高效的边缘制备薄膜技术,通常采用分析纯的二水合醋酸锌Zn (CH
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COO)2?2H2O作为前驱体,乙二醇甲醚和无水乙醇作为溶剂,乙醇胺(DE A)作为稳定剂。将一定量的醋酸锌溶解在乙二醇甲醚和无水乙醇混合溶剂中,加入与醋酸锌等摩尔的乙醇胺
(DEA)和少量的甲酰胺(CH
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NO)充分搅拌后,形成透明均匀的溶胶。然后采用旋涂法进行涂膜,经热处理形成晶体薄膜。兰伟[6]等人在Si(100)衬底上旋转涂敷得到的ZnO薄膜,发现其结构与发光特性随退火温度的变化规律:400℃下退火更适于干凝胶薄膜经历结构弛豫,生成具有(002)择优取向、性质优良的Zn O薄膜。随着涂膜层数的增加,薄膜的(002)方向的取向度增加。
总的来说,用溶胶凝胶法制备的ZnO薄膜,具有c轴择优取向、平整均匀、可见光透光率高、易于掺杂等特点,可用于批量生产。但是不可避免地有自身的不足,就是该制膜技术不能与I C平面工艺相容,在一定程度上限制了它的发展。
2.5 喷雾热解法(Sp ray Pyr olysis)
喷雾热解法制备ZnO薄膜是把反应物以气溶胶(雾)的形式引入一个较小的反应腔中进行。一般是用醋酸锌溶于醇类或蒸馏水中得到的溶液,加以掺杂氯盐,制备过程中,生长温度控制在300℃～500℃之间[7]。
该工艺的优点是易于实现高真空,简单且经济,同时还特别容易对薄膜实施掺杂与共掺杂,可以获得较好的电学性能,通过合适的掺杂以及对实验参数的调节,还可以得到具有某些特定性能的薄膜,例如高度择优取向、结晶度良好、表面平整度高、电阻率变化明显等,正是因为具有这些优良特性,Zn O薄膜可用作压敏材料、表面声波器件和异质结等。工艺的低成本和易掺杂也促进了喷雾热解法制膜规模化生产,有望实现产业化。
2.6 分子束外延法(Molecular Bea m Ep itaxy)
分子束外延法是一种有效的可达原子级控制的薄膜生长技术,用于生长高质量的ZnO薄膜。典型的MBE设备由束源炉、样品台和加热器、控制系统、超高真空系统(包括真空生长室和机械泵、分子泵、离子泵、升华泵等,真空度可达到1×10-8Pa以上)和检测分析系统(高能电子衍射仪、离子溅射枪、俄歇分析仪和四极质谱仪等)组成。薄膜生长可采用等离子体增强分子束外延(P-MBE)和激光分子束外延法(L-MBE)。一般情况下,P-MBE法生长Zn O需要超高真空条件(本底压强大约为1×10-7Pa),衬底选用蓝宝石,生长之前,衬底加热至650℃。生长时,锌束流分压为1×10-4Pa,氧分压为3×10-3Pa。梁红伟[8]等人制作的ZnO薄膜,随着生长温度升高,可见光发射逐渐变弱,薄膜的室温载流子浓度由1.06×1019/c m3减少到7.66×1016/c m3,表明在高温下生长的薄膜中氧化锌的化学计量比趋于平衡,已获得高质量的ZnO薄膜。L-MBE技术则是分子束外延与脉冲激光沉积技术的优势结合,逐渐成为国际研究室温下Zn O半导体紫外光电薄膜制备的主要方法之一,它的主要特点是用高能激光脉冲烧蚀固体靶材(Zn O)来代替束源炉使其蒸发然后淀积在衬底上。分子束外延制备薄膜的原理可参考文献[9]。
总结起来,即分子束外延法易于控制组分,可进行原子生长,得到Zn O薄膜具有很高的纯度,良好的结晶性能也使该方法有望成为生长单晶薄膜的潜在工艺。但通常难以进行大规模生产,原因是MBE昂贵的设备要求使许多器件上的应用难以满足。
2.7 原子层外延法(A t om ic Layer Ep itaxy)
原子层外延法是一种超薄薄膜低温生长技术,其特点是将参与反应的蒸汽源依次导入生长室,使其交替在衬底表面吸附而发生反应,慢慢淀积成膜,两气体束流同时还具有清洗生长室的作用。在生长过程中,反应气有很高的利用率,而且生长至一定程度时,薄膜的生长速率保持恒定,达到饱和时,反应将自动终止,具有明显的自限制机制,从而形成一定厚度的薄膜[10]。
由原子层外延法制备的ZnO薄膜,表面光洁度高,化学性能更加稳定,目前主要用于太阳能电池。生长控制较好、受其它因素的影响较小也使
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第1期 欧阳桂仓等:Zn O薄膜的物理性质与制备方法研究
该方法易于实现规模化,用于工业生产。
3 结束语
ZnO薄膜由于其用途广泛、性能多样、原料丰富和价格低廉等诸多亮点而备受关注,尤其是近十几年以来,薄膜的制备及其特性的探索成为研究热点。至今,研究工作已经取得了许多可喜的进展[11～16],可以预言的是,Zn O薄膜在光电器件领域仍存有巨大的潜在市场和良好的产业化前景。正是在这种背景下,本文阐述了当前主要的的制备方法,对各种方法和薄膜质量进行了利弊分析。方法多种多样,但是应根据不同的需求,选择最佳的制备工艺,使ZnO薄膜的特性向有利于技术应用的方向发展。
参考文献:
[1] J in B J,Bae S H,Lee S Y,et al.Effects of native de2
fects on op tical and electrical p r operties of Zn O p re2
pared by pulsed laser depositi on[J].Mater Sci Eng B,
2000,71(1-3):301-30.
[2]陈 鸣.电子材料[M].北京:北京邮电大学出版
社,2006.
[3]Honig R https://www.wendangku.net/doc/c23046619.html,ser-induced e m issi on of electr ons and
positive i ons fr om metals and se m iconduct ors[J].Ap2
p l.phys.Lett.,1963,3(1):8-11.
[4]赵嘉学,童洪辉.磁控溅射原理的深入探讨[J].真
空,2004,41(4):74-79.
[5]徐步衡,薛俊明,赵 颖,等.MOC VD制备用于薄
膜太阳电池的Zn O薄膜研究[J].光电子?激光,
2005,16(5):515-518.
[6]兰 伟,朋兴平,刘雪芹,等.溶胶凝胶法制备Zn O
薄膜及性质研究[J].兰州大学学报(自然科学版),
2006,42(1):67-71.
[7]汪 雷.Zn O薄膜生长技术的最新研究进展[J].
材料导报,2002,16(9):33-36.
[8]梁红伟,吕有明,申德振,等.等离子体增强分子束
外延生长Zn O薄膜及光电特性的研究[J].人工晶
体学报,2003,32(6):579-584.
[9]王兆阳,胡礼中,孙 捷,等.激光分子束外延技术
及其在氧化锌薄膜制备中的应用[J].中国稀土学
报,2003,21(增刊):141-143.
[10]刘 坤,季振国.氧化锌薄膜制备技术的评价[J].
真空科学与技术,2002,22(4):282-286.
[11]BarM,Reichardt J,Gri m met A,et al.Zn(O,OH)lay2
ers in chalcopyrite thin-fil m s olar cells:Valence-
band maxi m u m versus compositi on[J].J.App l.Phys.,
2005,98(5):053702-1-053702-8.
[12]Hyun-J in Ki m,Ho-Nyeon Lee,Jae-Chel Parket,et
al.The mechanis m of i m p r ove ment of contact resistivity
in TFT-LCD s bet w een I Z O layers and A l-based
metal lines by diffusi on of Moat om s[J].Curr.App l.
Phys.,2002,2(6):451-454.
[13]贺洪波,范正修.杂质银对氧化锌薄膜气敏光学特
性的影响[J].光学学报,1998,18(12):1676-
1680.
[14]Hong Ruijin,Shao J ianda,He Hongbo,et al.Effects of
oxygen partial p ressure on op tical abs or p ti on edge and
UV e m issi on energy of Zn O fil m s[J].Chin.Op t.
Lett.,2005,3(7):428-431.
[15]朋兴平,杨映虎,宋长安,等.I n掺杂Zn O薄膜的制
备及其特性研究[J].光学学报,2004,24(11):1459
-1462.
[16]段淑卿,谭 娜,苗 壮,等.高浓度Er/Yb共掺
Zn O薄膜的结构及室温光致发光特性[J].光学报,
2006,26(2):311-316.
(上接第154页)
[6] 郭利平,李德旺.城市非点源污染治理与资源化技
术研究[J].环境科学与技术,2006,29(1):57-58.
[7]郭青海,马克明,赵景柱,等.城市非点源污染控制
的景观生态学途径[J].应用生态学报,2005,16
(5):977-981.
[8]李丹蓉,潘文斌.乡村河流生态的保护途径—流域
非点源污染防治[J].水资源保护,2006,22(6):92
-93.
[9]吴晓磊.人工湿地废水处理机理[J].环境科学,
1995,16(3):83-86.
[10]Hey D L,Barrett K R,B iegen C.The hydr ol ogy of f our
experi m ental constructed marshes[J].Eco1.Eng.,
1994,(3):319-343.
[11]孙 璞.农村水塘对地块氮磷流失的截留作用研究
[J].水资源保护,1998,(1):1-4.
[12]Ericp W.I m pact of vegetative filter stri p s on herbicide
l oss in runoff fr om s oybean[J].W eed Sci.,1996,44:
662-671.
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薄膜制备及表征
1.薄膜制备技术代表性的制备方法 物理气相沉积法(PVD)（粒子束溅射沉积、磁控溅射沉积、真空蒸镀）：表示在真空条件下，采用物理方法，将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体（或等离子体）过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。 化学气相沉积法(CVD)：气相沉积过程中沉积粒子来源于化合物的气相分解反应，因此称为化学气相沉积法 2.薄膜的表征技术 2.1 薄膜厚度：几何厚度、光学厚度、质量厚度 几何厚度：等厚干涉条纹法、等色干涉条纹法 2.2 结构表征 （1）薄膜的宏观形貌，包括薄膜尺寸、形状、厚度、均匀性等； （2）薄膜的微观形貌，如晶粒及物相的尺寸大小和分布、孔洞和裂纹、界面扩散层及薄膜织构等； （3）薄膜的显微组织，包括晶粒内的缺陷、晶界及外延界面的完整性、位错组态等。 扫描电子显微镜Scanning Electronic Microscope (SEM)： 透射电子显微镜Transmission Electronic Microscope X射线衍射方法 低能电子衍射（LEED）和反射式高能电子衍射（RHEED） 扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope-STM） 原子力显微镜（AFM） 2.3 成分表征 原子内的电子激发及相应的能量过程 X射线能量色散谱（EDX） 俄歇电子能谱（AES） X射线光电子能谱（XPS） 卢瑟福背散射技术（RBS） 二次离子质谱（SIMS） 3. 各种特种薄膜的应用 金刚石薄膜：高硬度、高耐磨性使得金刚石薄膜成为极佳的工具材料；金刚石具有极高的热导率，这使得金刚石成为极好的高功率光电子元件的散热器件材料；金刚石在从紫外到远红外的很宽的波长范围内具有很高的光谱透过性能以及极高的硬度、强度、热导率以及极低的线膨胀系数和良好的化学稳定性，这些优异性质的综合使得金刚石薄膜成为可以在恶劣环境中使用的极好的光学窗口材料。 硬质涂层：按其材料类别被细分为陶瓷以及金属间化合物两类 热防护涂层：热防护涂层通常是由一层金属涂层和一层氧化物热防护层组成的复合涂层防腐涂层:陶瓷材料涂层、高分子材料涂层、阳极防护性涂层
ZnO薄膜的主要性质
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 ZnO 薄膜的主要性质 于激子带边发射,绿光发射则与ZnO 表层中以O 空位为主的深能级有关。ZnO 在可见光波段的吸收和发射光谱可参见文献。 电学性质未掺杂ZnO 薄膜室温载流子浓度主要取决于充当浅施主的间隙Zn 原子浓度。ZnO 薄膜的p 型掺杂是个备受关注的课题。Y.R.Ryu 等人用PLD 法 在GaAs 衬底上掺杂As 制得p-ZnO,受主浓度为1017~1021cm-3,紧束缚带边发射峰分别在3.32 eV 和3.36 eV[17]。M. Joseph 等人在400℃下用PLD 法进行Ga、N 共掺杂实现p 型转变,以ZnO(ω(Ga2O3)=5%)为靶材,N2O 为N 源, 进行电子回旋共振活化,p-ZnO 室温电阻率为0.5 Ω-cm,受主浓度为4 乘以1019 cm-3。T.Aoki 用准分子激光掺杂技术获得p-ZnO。 ZnO 薄膜的电学特性与制备方法及后续工艺条件有直接的依赖关系。电子束 蒸发制备的Al 掺杂ZnO 薄膜的电子浓度在1019~1021cm-3,室温电阻率为10-4 Ω-cm。溅射法制备AZO 薄膜的电学特性与溅射功率有很大关系。溅射 功率越大,薄膜的质量越好,这主要是因为溅射功率的提高有助于薄膜缺陷的减少, 增大晶粒尺寸,晶界的散射作用减轻,增大了载流子的平均自由程,从而使迁移率增大,薄膜的薄层电阻降低。反应溅射过程中,氧分压太低,薄膜的缺陷密度较高;氧 分压太高,薄膜的电阻率上升很快,通常在1~2mPa 比较合适。同样掺杂情况 下,ZnO 的施主浓度和受主浓度低于GaN,并且ZnO 的杂质、点缺陷以及位错的 浓度也低于GaN。ZnO 主要有导带底以下30meV、60meV 和340meV 三个施主能级。间隙Zn 原子是主要的浅施主,Vo 是深能级施主。总之,在点缺陷和位错浓 度低的情况下,ZnO 薄膜有较好的电学性质。
常用有机溶剂的物化性质
推荐答案 2006-3-4 00:20 【中文名称】甲苯；甲基苯；苯基甲烷 【英文名称】toluene;toluol;methylbenzene 【结构或分子式】 【相对分子量或原子量】92.14 【密度】0.866 【熔点（℃）】-95 【沸点（℃）】110.8 【闪点（℃）】4.4（闭式） 【蒸气压（Pa）】907（0℃）；2920（20℃）；74194（100℃） 【折射率】1.4967 【性状】 无色易挥发的液体，有芳香气味。 【溶解情况】 不溶于水，溶于乙醇、乙醚和丙酮。 【用途】 用于制造糖精、染料、药物和炸药等，并用作溶剂。 【制备或来源】 由分馏煤焦油的轻油部分或由催化重整轻汽油馏分而制得。 【其他】 化学性质与苯相像。蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限为1.2～7.0%（体积）。
二甲苯分子量106．16。无色透明液体，芳香气味。有三种异构体：邻二甲苯(o-Xylene)，相对密度(25℃／4℃)0.87599，凝固点-25．3℃，沸点144．4℃，折射率1．50295，闪点(闭口)17．4℃，燃点500℃，粘度(25℃)0．75mPa·s；间二甲苯(m-xy1ene)，相对密度(25℃／4℃)0．8599，凝固点-47．87℃，沸点139．1℃，闪点(开口)25℃，燃点527．8℃。折射率1. 4946；对二甲苯(p=xy1ene)，相对密度(25℃／4℃)0.8567，凝固点13．26℃，沸点138．35℃，闪点(闭口)25℃．折射率1．49325。 一般的二甲苯是混合二甲苯．为邻二甲苯(10％一15％)、间二甲苯(45％-70％)、对二甲苯(15％-25％)及少量乙苯的混合物，相对密度(20 ℃／4℃)约为0.86，溶解度参数δ＝8．8-9．0。溶于乙醇、乙醚，不溶于水。易燃，蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限1. 09％-6．6％(vol)。有毒，毒性比苯和甲苯为小，空气中最高容许浓度为100mg ／m3。 二甲苯可用作溶剂和稀释剂。贮存于阴凉、通风的库房内，远离火种、热源。 二甲苯根据来源和制法分为石油二甲苯和焦化二甲苯。石油二甲苯是石油轻馏分经予加氢精制，催化重整和分离所得；焦化二甲苯是粗苯经过洗涤、分馏所得。 乙酸乙酯 化学式CH3COOC2H5。又称“醋酸乙酯”，无色、有芬芳气味的液体，沸点77℃，熔点-83.6℃，密度0.901g/cm3,溶于乙醇、氯仿、乙醚和苯等。易起水解和皂化反应。可燃，其蒸气和空气形成爆炸混合物。在香料和油漆工业中用作溶剂，也是有机合成的重要原料。 (CH3COOC2H5) 无色液体，有水果香味。沸点77℃。与醇醚互溶，微溶于水，比水轻。易燃，与水在一定条件下水解成对应的醇和酸，在稀硫酸条件下加热，发生可逆反应生成乙醇和乙酸，反应不够完全。在氢氧化钠溶液中加热，水解相当完全，生成乙酸钠和乙醇。主要用作油漆、涂料、硝酸纤维素、树脂等的溶剂。实验室里用乙醇与乙酸在浓硫酸的吸水和催化作用下加热制取。反应器常用烧瓶或试管，并有回流装置，并用冷凝管蒸出乙酸乙酯。接受器里放有饱和碳酸钠溶液，以除去酯中杂入的乙酸并降低酯在水里的溶解度。工业上还用乙醛缩合法制取。需催化剂、助催化剂，使2分子乙醛生成1分子乙酸乙酯。 无色、易挥发、中性的可燃性液体，带有果香气味。熔点为-83.6℃，沸点为77.06℃，相对密度为0.9003，微溶于水。 乙酸乙酯具有酯的一般性质。它主要由乙醇与乙酸、乙酸酐等合成。乙醇与乙酸的酯化反应为可逆平衡反应，速率很慢，加入少量酸作催化剂可加快达成平衡的
一种高性能聚碳酸酯薄膜的制备及表征
第36卷，增刊 红外与激光工程 2007年6月V ol.36 Supplement Infrared and Laser Engineering Jun.2007 收稿日期：2007-04-30 基金项目：部委项目资助（6906005001，6906002043）；教育部“新世纪优秀人才支持计划”（NCET-05-0465）资助 一种高性能聚碳酸酯薄膜的制备及表征 季春玲1，张晓阳1，张 彤1，崔一平1，朱劲松2，周经纶2，范江峰2 （1.东南大学 电子科学与工程学院，江苏 南京210096；2.国家纳米科学中心，北京 100080） 摘要：研究了一种高性能聚碳酸酯（PC ）薄膜。将PC 粉末配成不同浓度的聚碳酸酯溶液，用旋转涂覆法在玻璃衬底上制备了均匀透明的聚碳酸酯薄膜，并对材料和薄膜的热性能及光学性能等分别进行了表征。对材料通过示差扫描量热法（DSC ）测得了玻璃化转变温度；对薄膜用紫外光谱法测量了吸收谱及光损耗，并用棱镜耦合仪测量了其折射率、膜厚及折射率随温度的变化；另外，还分析了不同实验条件对材料成膜性的影响。实验结果表明，这种新型聚碳酸酯材料具有高玻璃化温度和低吸收损耗等优点，适用于制作光波导器件芯层。 关键词：聚碳酸酯； 玻璃化温度； 旋转涂覆法 中图分类号：O484 文献标识码：A 文章编号：1007-2276(2007)增(激光)-0420-04 Fabrication and characterization of a high performance polycarbonate film JI Chun-ling 1, ZHANG Xiao-yang 1, ZHANG Tong 1, CUI Yi-ping 1, ZHU Jing-song 2, ZHOU Jing-lun 2, FAN Jiang-feng 2 (1.School of Electronic Science and Engineering,Southeast University, Nanjing 210096, China; 2.National Center for Nano Science and Technology, Beijing 100080, China) Abstract: A high performance polycarbonate(PC) thin film was investigated. The PC solutions with different concentration were spin coated to fabricate smooth PC films on glass substrate. Both the thermal and optical properties of this PC powder and film were characterized. The glass transition temperature (T g ) of this PC was measured by DSC. The absorption spectrum and thereafter optical loss for the PC films were determined by spectrum analyzer. The films refractive index, thickness, and d n /d t were analyzed by prism coupler. Besides, the influence of the spin coating conditions on the film properties was also investigated. By the characterization, this novel PC material exhibit high T g and low optical loss, which indicates it is promising to fabricate the core layer for optical waveguide devices. Key words: Polycarbonate; Glass transition temperature; Spin coating 0 引 言 目前，低损耗，高性能的聚合物光波导材料是国内外研究的热点。聚合物材料被认为是实现集成光器件的重要材料，可广泛应用于光通信，光电、热电转 换器件，方向耦合器，非线性光学等领域[1-3]。聚合物材料的优势在于其低损耗，高性能，聚合物薄膜在多种衬底比如玻璃、硅片及InP 上的成膜性都很好。用于集成光学的材料必须有高透明度，好的化学、物理性能，高的机械强度以及良好的热稳定性。
薄膜物理与技术
第一章真空技术基础 1、膜的定义及分类。 答：当固体或液体的一维线性尺度远远小于它的其他二维尺度时，我们将这样的固体或液体称为膜。通常，膜可分为两类： （1）厚度大于1mm的膜，称为厚膜； （2）厚度小于1mm的膜，称为薄膜。 2、人类所接触的真空大体上可分为哪两种？ 答：（1）宇宙空间所存在的真空，称之为“自然真空”；（2）人们用真空泵抽调容器中的气体所获得的真空，称之为“人为真空”。 3、何为真空、绝对真空及相对真空？ 答：不论哪一种类型上的真空，只要在给定空间内，气体压强低于一个大气压的气体状态，均称之为真空。完全没有气体的空间状态称为绝对真空。目前，即使采用最先进的真空制备手段所能达到的最低压强下，每立方厘米体积中仍有几百个气体分子。因此，平时我们所说的真空均指相对真空状态。 4、毫米汞柱和托？ 答：“毫米汞柱（mmHg）”是人类使用最早、最广泛的压强单位，它是通过直接度量长度来获得真空的大小。1958 年，为了纪念托里拆利，用“托（Torr）”，代替了毫米汞柱。1 托就是指在标准状态下，1 毫米汞柱对单位面积上的压力，表示为1Torr=1mmHg。 5、真空区域是如何划分的？ 答：为了研究真空和实际使用方便，常常根据各压强范围内不同的物理特点，把真空划分为以下几个区域：（1）粗真空：l′105 ~ l′102 Pa，（2）低真空：l′102 ~ 1′10-1Pa，（3）高真空：l′10-1 ~ 1′10-6Pa和（4）超高真空：< 1′10-6Pa。 6、真空各区域的气体分子运动规律。 答：（1）粗真空下，气态空间近似为大气状态，分子仍以热运动为主，分子之间碰撞十分频繁；（2）低真空是气体分子的流动逐渐从黏滞流状态向分子状态过渡，气体分子间和分子和器壁间的碰撞次数差不多；（3）高真空时，气体分子的流动已为分子流，气体分子和容器壁之间的碰撞为主，而且碰撞次数大大减少，在高真空下蒸发的材料，其粒子将沿直线飞行；（4）在超高真空时，气体的分子数目更少，几乎不存在分子间的碰撞，分子和器壁的碰撞机会也更少了。 7、何为气体的吸附现象？可分几类、各有何特点？ 答：气体吸附就是固体表面捕获气体分子的现象，吸附分为物理吸附和化学吸附。 （1）物理吸附没有选择性，任何气体在固体表面均可发生，主要靠分子间的相互吸引力引起的。物理吸附的气体容易发生脱附，而且这种吸附只在低温下有效；（2）化学吸附则发生在较高的温度下，和化学反应相似，气体不易脱附，但只有当气体中的原子和固体表面原子接触并形成化合键时才能产生吸附作用。 8、何为气体的脱附现象？ 答：气体的脱附是气体吸附的逆过程。通常把吸附在固体表面的气体分子从固体表面被释放出来的过程叫做气体的脱附。 9、何为电吸收和化学清除现象？ 答：电吸收是指气体分子经电离后形成正离子，正离子具有比中性气体分子更强的化学活泼性，因此常常和固体分子形成物理或化学吸附；化学清除现象常在活泼金属（如钡、铁等）固体材料的真空蒸发时出现，这些蒸发的固体材料将和非惰性气体分子生成化合物，从而产生化学吸附。 10、影响气体在固体表面吸附和脱附的主要因素
常用有机溶剂
一、乙醇（ethyl alcohol，ethanol） 1.理化性质： （1）分子式C2H6O （2）相对分子质量46.07 （3）结构式CH3CH2OH （4）外观与性状：无色液体，有酒香。 （5）熔点（℃）：-114.1 （6）沸点（℃）：78.3 （7）相对密度（水=1）：0.79 （8）相对密度（空气=1）：1.59 （9）溶解性：与水混溶，可混溶于醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂。（10）禁忌物：强氧化剂、酸类、酸酐、碱金属、胺类。 危险类别： （1）燃烧性：易燃 （2）闪点（℃）：12 （3）引燃温度（℃）：363 （4）爆炸下限（%）：3.3 （5）爆炸上限（%）：19.0 二、甲醇（methyl alcohol，Methanol） 1. 理化性质： （1）分子式CH4O （2）相对分子质量32 （3）结构式CH3OH （4）外观与性状：无色澄清液体，有刺激性气味。 （5）熔点（℃）：-97.8 （6）沸点（℃）：64.8 （7）相对密度（水=1）：0.79 （8）相对密度（空气=1）：1.11 （9）溶解性：与水混溶，可混溶于醇、醚等多数有机溶剂。 （10）禁忌物：强氧化剂、酸类、酸酐、碱金属。 危险类别： （1）燃烧性：易燃 （2）闪点（℃）：11 （3）引燃温度（℃）：385 （4）爆炸下限（%）：5.5 （5）爆炸上限（%）：44.0
乙酸乙酯，醋酸乙酯（ethyl acetate，acetic ester） 1.理化性质： （1）分子式：C4H8O2 （2）相对分子质量88.10 （3）结构式 CH3-C-OCH2CH3 （4）外观与性状：无色澄清液体，有芳香气味，易挥发。 （5）熔点（℃）：-83.6 （6）沸点（℃）：77.2 （7）相对密度（水=1）：0.90 （8）相对密度（空气=1）：3.04 （9）溶解性：微溶于水，可混溶于醇、酮、醚、氯仿等多数有机溶剂。（10）禁忌物：强氧化剂、酸类、碱类。 危险类别： （1）燃烧性：易燃 （2）闪点（℃）：-4 （3）引燃温度（℃）：426 （4）爆炸下限（%）：2.0 （5）爆炸上限（%）：11.5 二氯甲烷（dichloromethane） 1.理化性质： （1）分子式：CH2Cl2 （2）相对分子质量84.94 （3）结构式H2CCl2 （4）外观与性状：无色透明液体，有芳香气味。 （5）熔点（℃）：-96.7 （6）沸点（℃）：39.8 （7）相对密度（水=1）：1.33 （8）相对密度（空气=1）：2.93 （9）溶解性：微溶于水，溶于乙醇、乙醚。 （10）禁忌物：碱金属、铝。 危险类别： （1）燃烧性：可燃 （2）闪点（℃）： （3）引燃温度（℃）：615 （4）爆炸下限（%）：12 （5）爆炸上限（%）：19
薄膜物理与技术课程教学大纲
薄膜物理与技术课程教学大纲 一、课程说明 （一）课程名称、所属专业、课程性质、学分； 课程名称：薄膜物理与技术 所属专业：电子器件与材料工程 课程性质：必修课 学分：3 （二）课程简介、目标与任务； 本课程讲授薄膜的形成机制和原理、薄膜结构和缺陷、薄膜各项物理性能和分析方法等物理内容；讲授薄膜各种制备技术。通过本课程学习，使学生具备从事电子薄膜、光学薄膜、以及各种功能薄膜研究与开发的能力 （三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接； 《量子力学》、《热力学与统计物理》、《固体物理》、《电子技术》、《电路分析》等。 （四）教材与主要参考书。 教材：杨邦朝，王文生. 《薄膜物理与技术》，成都：电子科技大学出版社，1994 主要参考书：1.陈国平.《薄膜物理与技术》，东南大学出版社，1993 2.田民波，薄膜技术与薄膜材料，清华大学出版社，2006-8 二、课程内容与安排 本课程全部为课堂讲授。重点：真空的获得和真空测量的工作原理；物理气相沉积和化学气相沉积的原理及方法；薄膜生长的机理。 难点：磁控溅射的机理及控制；MOCVD技术；薄膜形成过程的机理 （一）绪论2学时 1、薄膜的概念和历史 2、薄膜材料与薄膜技术的发展 3、薄膜科学是边缘交叉学科 4、薄膜产业是腾飞的高科技产业
（二）真空技术基础2学时 1、真空的基本知识 2、真空的获得 3、真空的测量 （三）真空蒸发镀膜4学时 1、真空蒸发原理 2、蒸发源的蒸发特性及膜厚分布 3、蒸发源的类型 4、合金及化合物的蒸发 5、膜厚和淀积速率的测量与控制 （四）溅射镀膜4学时 1、溅射镀膜的特点 2、溅射的基本原理 3、溅射镀膜类型 4、溅射镀膜的厚度均匀性 （五）离子镀膜2学时 1、离子镀原理 2、离子镀的特点 3、离子轰击的作用 4、离子镀的类型 （六）化学气相沉积镀膜4学时 1、化学气相沉积的基本原理 2、化学气相沉积的特点 3、化学气相沉积方法简介 4、低压化学气相沉积 5、等离子体化学气相沉积 6、其他化学气相沉积 （七）溶液镀膜法2学时 1、化学反应沉积 2、阳极氧化法
CIGS太阳能电池缓冲层ZnS薄膜的制备与表征
2008年1月25日第25卷第1期 通信电源技术 Telecom Power Technol ogies Jan .25,2008,Vol .25No .1 收稿日期:2007209225 作者简介:王世成(19812),男,江苏盐城人,北京科技大学硕士研究生,主要研究方向为功能材料,薄膜太阳能电池。 文章编号:100923664(2008)0120066203设计应用 C I GS 太阳能电池缓冲层ZnS 薄膜的制备与表征 王世成1,杨永刚1,果世驹1,倪沛然2 (1.北京科技大学材料学院,北京100083;2.无锡爱芯科微电子有限公司,江苏无锡214028) 摘要:以硫酸锌、 (NH 4)2S 2O 3混合溶液为前驱体溶液,加入少量的柠檬酸钠和丙三醇为络合剂和分散剂,采用化学浴沉积法在玻璃衬底上成功制备了表面均匀的ZnS 薄膜。研究了沉积时间和退火时间对ZnS 薄膜质量的影响,并运用扫描电镜(SE M )、X 射线衍射(XRD )、紫外2可见光光度计对薄膜进行分析和表征。结果表明:在沉积时间为90m in,退火温度为200℃时制得的薄膜性能较好,晶体结构为纤锌矿结构。制备的薄膜透过率(λ>400n m )约为80%,薄膜的禁带宽度约为3.75e V 。通过添加少量的分散剂丙三醇可以改善ZnS 薄膜质量。退火温度为300℃,薄膜表面形貌均匀致密。 关键词:ZnS 薄膜;化学浴沉积法;X 射线衍射;紫外2可见光光度计中图分类号:T M 341 文献标识码:A Preparati on and Characterizati on of ZnS Buffer Layers for Cu (I n,Ga )Se 2Thin Fil m Solar Cells WANG Shi 2cheng 1 ,Y ANG Yong 2gang 1 ,G UO Shi 2ju 1 ,L I Pei 2ran 2 (1.University of Science and Technol ogy,Beijing 100083,China; 2.W uxi A sic M icr o Electr onics Co .L td .,W uxi 214028,China ) Abstract:ZnS thin fil m s were p repared on glass sides by che m ical bath depositi on (CBD ),using zinc sulfate and (NH 4)2S 2O 3as p recurs or aqueous s oluti ons,a little a mount of s odiu m citrate is used as comp lexing agent and glycer ol as dis perse agent, the surfaces of deposited thin fil m s were homogeneous .The quality of ZnS fil m s f or med at vari ous depositi on ti m es and anneals te m 2peratures is studied .The p r operties of ZnS thin fil m s were investigated by SE M 、XRD 、UV 2V is s pectra .The results of analyses show that α2ZnS structure thin fil m s with better quality can be fabricated at anneal temperature of 200℃and depositi on ti m e of 90m in .Trans m issi on measure ments show that the op tical trans m ittance is about 80%when the wavelength is over 400n m.The band gap (Eg )value of the deposited fil m is about 3.75e V.It is f ound that a little a mount of glycer ol can i m p r ove the quality of ZnS fil m s .ZnS fil m s are unifor m ity and compact when anneal te mperature is 300℃. Key words:ZnS thin fil m s;chem ical bath depositi on (C BD );XRD;UV 2V is s pectra 0 引 言 ZnS 是具有3.65e V 禁带宽度的本征半导体 [1] 。兼有闪锌矿(面心立方结构即β2ZnS )和纤锌矿(六方 结构即α2ZnS )两种结构[2] 。在铜铟镓硒(简称C I GS ) 电池中充当缓冲层,是制作薄膜太阳电池的优良材料。 目前在太阳能薄膜电池中广泛应用的缓冲层是硫化镉(CdS )。但是作为过渡层的CdS 薄膜,在制备过程中涉及到有毒的Cd 离子,所以需要寻找一种具有同等性能且无毒的材料来代替CdS 薄膜。目前已经有报道[3] ,C I GS/ZnS 异质结结构的太阳电池的转换效率已 达到18.6%[4] ,所以ZnS 薄膜有望取代CdS 。 本文采用廉价的、适用于大面积沉积薄膜的技术———化学浴沉积法(Che m ical Bath Depositi on 2CBD )制备ZnS 薄膜。采用化学浴沉积法沉积ZnS 缓冲层,一般使用氨水以及氨水和水合肼作为Zn 离子的络合 剂。本文探索了采用硫酸锌、 (NH 4)2S 2O 3为主要试剂制备ZnS 薄膜,用(NH 4)2S 2O 3作为硫源的还没有见到报道。利用SE M 、XRD 和紫外2可见光透射谱研究了制备过程中沉积时间以及退火时间对薄膜的结构、形貌以及光学性能的影响。 1 实验方法 本实验选用了纳钙玻璃为衬底,将衬底分别在丙酮、酒精和去离子水中超声30m in 。用量筒量取一定体积预先配制好的0.5mol/L 的ZnS O 4?7H 2O 溶液和0.5mol/L 的(NH 4)2S 2O 3溶液;加入烧杯中,持续搅拌,加入一定体积浓度的柠檬酸钠溶液,作为络合剂和缓冲剂。用恒温磁力搅拌器不停地搅拌,再加入一定体积的丙三醇作为分散剂,此时溶液变清。将水浴锅调到合适温度,将经过预处理的玻璃衬底垂直放入烧杯中。在烧杯口处盖上表面皿以防止试剂的挥发流失,开始沉积薄膜,经过预定时间的沉积,将样品取出后,用去离子水冲去膜表面的固体沉淀粒子,干燥后得到能用于测量表征的ZnS 薄膜。在氮气气氛的保护下,将薄膜置于电阻炉中进行退火处理。用R igaku 、D /MAX 2RB 型X 2射线衍射仪分析薄膜晶体类型和物 ? 66?
乙烯物理性质
生产工艺路线选择 乙烯物理性质：通常情况下，乙烯是一种无色稍有气味的气体，密度为1.25g/L，比空气的密度略小，难溶于水，易溶于四氯化碳等有机溶剂。外观与性状:无色气体，略具烃类特有的臭味。少量乙烯具有淡淡的甜味。吸收峰:吸收带在远紫外区pH:水溶液是中性熔点(℃):-169.4 沸点(℃):-103.9 相对密度(水=1):0.61 相对蒸气密度(空气=1):0.98 饱和蒸气压(kPa):4083.40(0℃) 燃烧热(kJ/mol):1411.0 临界温度(℃):9.2 临界压力(MPa):5.04 闪点(fp):无意义引燃温度(℃):425 爆炸上限%(V/V):36.0 爆炸下限%(V/V):2.7 溶解性:不溶于水，微溶于乙醇、酮、苯，溶于醚。溶于四氯化碳等有机溶剂。 乙醛：外观与性状：无色液体，有强烈的刺激臭味，易挥发。 熔点(℃)：-121沸点(℃)：20.8相对密度(水=1)：0.78相对蒸气密度(空气=1)：1.52饱和蒸气压(kPa)：98.64(20℃)燃烧热(kJ/mol)：279.0 kcal/mol临界温度(℃)：188闪点(℃)：-39 原料来源：石油裂化 催化剂性能：钯盐催化剂溶液有毒，具有酸性，并含有高浓度的氯离子，有强烈的腐蚀性. 安全：产品都是易燃易爆有毒物质，与空气能形成爆炸混合物。 环保分析：如是用碳钢制造，要求内衬耐酸耐温橡胶和瓷砖，各法兰连接处和同氧气的罐子腐蚀更严重，一般需采用特种材料。 先进性：通过可得区与理想反应器超级结构法两步系统预分析确定基本单元数量与连接类型,提供求解初值与变量边界,大大降低了模型求解复杂度。 经济性分析：1.反应条件缓和，有较高的选择性2.反应热的除去比较方便，有氧化可用反应物或溶剂的蒸发以移走反应热3.反应温度易控，温度分布均匀4.反应设备结构简单，生产能力高， 工艺条件 乙醛生产方法 1．乙醇氧化法2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O 2．乙炔水合法C2H2+H2O→CH3CHO 3．乙烯直接氧化法CH2CH2+O2→CH3CHO 1、反应温度 一席液相痒化生产乙醛在热力学上是很有利的，温度因素主要影响反应速率和选择性。从动力学方程可知，升高温度，反应速率常数k值增大，有利于加快反应速率，但乙烯在催化剂溶液中的溶解度随温度升高而减小，又对反应速率产生不利益影响。对于金属钯的氧化而言，温度高，可以提高Pd2+的平衡浓度，是催化剂溶液中［PdCl4］浓度增加，有利于加速碳化反应速率。就氧化亚铜的氧化而言，温度升高可增大反应速率常数，但氧气的溶解度却随之降低。综合以上分析可知，温度对反应速率产生的影响，需视两个相反效应何者占优势而言。在温度不太高时，反应速率随温度升高而加快，但随着温度的升高，有利于因素的优势逐渐减小，而不利因素的影响逐渐显著。且反应温度高，副反应速率也相应加快，反应选择性会下降，故存在一适宜的反应温度。工业生产上一般控制在393～403K。 2、反应压力 乙烯络合催化氧化生产乙醛是一个气液想反应，增加压力有利于乙烯和氧气在催化剂溶液中的溶解度，加快氧化反应速率，提高生产能力。但是，由于乙烯氧化生产乙醛是一个热效应较大的反应，反应热的移除是利用产物乙醛和催化剂溶液中水的蒸发来实现的，所以催化剂溶液是处于沸腾状态操作的，反应压力也就根据所选定的温度而自然确定的。当反应温度为939～403K时，表压为0.3～0.38MPa。 3、原料气的配比和纯度 在一段法中，人们从采用乙烯大大过量的方式，为减少原料的损失，要求乙烯和氧气的纯度
纳米复合薄膜的制备和表征
摘要 本文简要介绍薄膜的基本概况，分类，以及纳米复合薄膜的发展。纳米复合薄膜材料由于具有传统复合材料和现代纳米材料两者的优点，正成为纳米材料的重要分支而越来越引起广泛的重视和深入的研究。本文全面介绍了纳米复合薄膜的发展历史、制备方法、薄膜性能及其应用前景，并重点介绍一种研究应用比较广泛的纳米复合薄膜---TiO2／SiO2二元氧化物薄膜的制备，并通过X射线衍射分析，扫描电镜，透射电镜等一系列分析手段对它进行表征。 关键词 薄膜纳米复合空气-水面薄膜 TiO2/SiO2二元氧化物薄膜 1.薄膜简介 1.1薄膜的定义 薄膜是一种用塑料、胶粘剂、橡胶或其他材料制成的薄而软的透明薄片，它在受到光照时可以发生干涉。薄膜可以是透明固体、液体或由两块玻璃所夹的气体薄层。入射光经薄膜上表面反射后得第一束光，折射光经薄膜下表面反射，又经上表面折射后得第二束光，这两束光在薄膜的同侧，由同一入射振动分出，是相干光，属分振幅干涉。若光源为扩展光源（面光源），则只能在两相干光束的特定重叠区才能观察到干涉，故属定域干涉。对两表面互相平行的平面薄膜，干涉条纹定域在无穷远，通常借助于会聚透镜在其像方焦面内观察；对楔形薄膜，干涉条纹定域在薄膜附近。
1.2等倾干涉和等候干涉 薄膜上、下表面反射(或折射)光束相遇而产生的干涉称为等倾干涉．薄膜通常由厚度很小的透明介质形成．如肥皂泡膜、水面上的油膜、两片玻璃间所夹的空气膜、照相机镜头上所镀的介质膜等．比较简单的簿膜干涉有两种，一种称作等厚干涉， 这是由平行光入射到厚度变化均匀、折射率均匀的薄膜上、下表面而形成的干涉条纹．薄膜厚度相同的地方形成同条干涉条纹，故称等厚干涉．牛顿环和楔形平板干 涉都属等厚干涉．另一种称做等倾干涉．当不同倾角的光入射到折射率均匀，上、 下表面平行的薄膜上时，同一倾角的光经上、下表面反射(或折射)后相遇形成同一条干涉条纹，不同的干涉明纹或暗纹对应不同的倾角，这种干涉称做等倾干涉．等倾 干涉一般采用扩展光源，并通过透镜观察． 把两块干净的玻璃片紧紧压叠，两玻璃片间的空气层就形成空气薄膜．用水银 灯或纳灯作为光源，就可以观察到薄膜干涉现象．如果玻璃内表面不很平，所夹空 气层厚度不均匀，观察到的将是一些不规则的等候干涉条纹，常是一些不规则的同 心环．若用很平的玻璃片(如显微镜的承物片)则会出现一些平行条纹．手指用力压紧玻璃片时，空气膜厚度变化，条纹也随之改变．根据这个道理，可以测定平面的平 直度．测定的精度很高，甚至几分之一波长那么小的隆起或下陷都可以从条纹的弯 曲上检测出来．若使两个很平的玻璃板间有一个很小的角度，就构成一个楔形空气 薄膜，用已知波长的单色光入射产生的干涉条纹，可用来测很小的长度．利用薄膜干涉还可以制造增透膜。在照相机、放映机的透镜表面上涂上一层透 明薄膜，能够减少光的反射，增加光的透射，这种薄膜叫做增透膜。平常在照相机 镜头上有一层反射呈蓝紫色的膜就是增透膜。 1.3薄膜的分类 薄膜的品种分类没有统一的规定。通常人们习惯的分类方式有以下三种： (1)按薄膜成型所用原料分类：有聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯膜和聚酯 薄膜等。 (2)按薄膜用途分类：有农用薄膜（这里根据农膜的具体用途，又可分为地膜和 大棚膜）；包装薄膜(包装膜按其具体用途，又可分为食品包装膜和各种工业制 品用包装膜等)及用于特殊环境、具有特殊用途的透气薄膜，水溶薄膜及具有压 电性能的薄膜等。 (3)按薄膜的成型方法分类：有挤出塑化、然后吹塑成型的薄膜，称为吹塑薄膜；经挤出塑化，然后熔融料从模具口流延成型的薄膜，称为流延薄膜；在压延机上 由几根辊筒辗压塑化原料制成的薄膜，称为压延薄膜。
薄膜种类及特性
第一章：薄膜种类及特性 一、PP（聚丙烯薄膜） 1、BOPP（双向拉伸聚丙烯薄膜） 特性如下： 1)BOPP薄膜无色、无嗅、无味、无毒、卫生性能好、密度在0.92g/cm2。 2)BOPP薄膜刚性好，具有强韧性、透明度和光泽性。 3)BOPP薄膜拉伸强度高、抗冲击强度好、但抗撕裂强度低。因此，两端不能留任 何切口，否则在印刷复合时容易撕裂。 4)BOPP薄膜表面能低，涂胶或者印刷前需要进行电晕处理，有很好的印刷适应性， 但有一定期限，过期后表面能也不好。 5)BOPP薄膜耐热性高，使用温度可达120℃，是通用塑料中最耐温的。 6)BOPP薄膜化学稳定性好，除强酸对它有腐蚀作用外，不溶于其他溶剂。 7)BOPP薄膜阻水性极佳，是阻水防潮最佳材料之一，吸水率<0.01%，但阻氧率极 差。 8)BOPP薄膜也有不足，如积累静电，没有热封性等。在高速运转的的生产线上需 安装静电去除器。 2、消光BOPP 消光BOPP的表层设计为消光（粗化）层，是外观的质感试于纸张。消光BOPP与BOPP薄膜相比有以下特点： 1)消光层有遮光作用，表面光泽度也就大大的减少。 2)必要时消光层可有热封性。 3)消光层滑爽性好，因表面粗化具有防粘性，膜卷不易粘结。 4)消光层的拉伸强度比通用的薄膜低。 二、CPP薄膜 CPP薄膜即流延聚丙烯薄膜，是一种无拉伸、非定向聚丙烯薄膜。按原料分为均聚CPP和共聚CPP，按作用分为通用CPP，镀铝(VMCPP），蒸煮CPP(RCPP)等。 特性如下：
1)CPP薄膜透明度高、平整度高，但耐油性不是很好。 2)CPP薄膜耐温性好，但易变形，可具有热封性，不易反粘。 3)CPP薄膜手感好、遮光、具有一定挺刮度，不失柔韧性，热封性好。 4)CPP薄膜防湿防潮、阻氧性都很好。 5)CPP薄膜无毒、无味、无嗅、卫生性能好，密度在0.92g/cm2。 三、BOPET薄膜 双向拉伸聚酯薄膜（BOPET,简称聚酯）是PET树脂在模挤后再双向拉伸缩制得。 特性如下： 1)突出的强韧性，抗拉强度非常高，拉伸强度时NY的3倍，抗冲击强度时BOPP 薄膜的3--5倍，有极好的耐磨性，耐折叠型，耐针孔性，抗撕裂性好，刚性好，挺性好，延展性好，印刷时易操作。 2)BOPET薄膜还具有良好的耐热性，耐煮性，耐低温冷冻，适用温度范围宽，尅在 -70℃～150℃之间长期使用。机械性能在低温和高温依然保持，适合大多数产品包装。 3)优良的阻氧阻水性能，不像NY受影响大，但是也不及聚乙烯和聚丙烯。透气系数 极小，对空气和气味的阻隔性极高，也是保香材料之一。 4)良好的耐油性和耐化学性，耐大多数溶剂，耐稀酸。 5)无色、无味、无嗅、卫生性能好 6)光学性好、透明度高、光泽性高、装饰性好 7)带静电高、印刷时需除静电 四、PE（聚乙烯薄膜） LDPE薄膜一般为LDPE吹塑膜，其基本特性： 1)LDPE薄膜密度较低，一般为0.915--0.925g/cm3，可浮于水上。 2)LDPE薄膜透明性好，有一定光泽。 3)LDPE薄膜机械强度较低，良好的柔软性延伸率高，表面硬度低。 4)LDPE薄膜耐低温，催化温度为70℃，低温有良好的冲击性。 5)LDPE薄膜吸水率低，防水防潮好，但透气性大，保香性差。
十种沸点超过200℃的溶剂理化性质总结
十种沸点超过200℃的溶剂 理化性质总结 -标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
列举十种高沸点液体（>200℃），简单列出其理化性质，以及对金 属盐的溶解能力： 1、苯甲醇 沸点：205 ℃密度：1.045 g/ml（25℃）水溶性：4.29 g/100mL（20℃） 性质与用途、以及金属盐溶解性：： ①有极性，低毒，蒸汽压低，因此用作醇类溶剂。可燃，可与乙醇、乙醚、 苯、氯仿等有机溶剂混溶。 ②苯甲醇不宜久贮，它在空气中能缓慢氧化为苯甲醛和苯甲醚。 ③用作色谱分析试剂，也用于有机合成。与卤化磷和氢卤酸反应生成卤化苄。 卤化苄和苯甲醇都是苄基（苯甲基）化试剂。 ④可通过氯化苄与碳酸钾或碳酸钠长时间加热水解而得；或苯甲醛的甲醇溶液 与氢氧化钠液在65～75℃下反应而得。 ⑤能溶解Na，与其发生酸碱反应。 2、二甲酸酯（DBE） 沸点：196～225 ℃密度：1.19 g/ml（25℃）水溶性：/ 性质与用途、以及金属盐溶解性：： ①DBE是由三种二价酸酯组成的混合物，是丁二酸二甲酯，戊二酸二甲酯和已 二酸二甲三种良好环境溶剂的组合。 ②低毒、低味、含水量低、使用安全；良好的稳定性，自然存放不会产生氧化 和分解；沸点高，馏程长，可帮助调节整个溶剂系统的挥发速率 ③极好的溶解力，与聚氯酯树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、醇酸树脂、环氧树 脂等相溶性良好。 ④生产时，先由甲醇同混和的二元酸反应，然后精馏分离成不同的产品。 3、苯甲酸乙酯 沸点：212 ℃密度：1.045 g/ml（25℃）水溶性：insoluble 性质与用途、以及金属盐溶解性：： ①无色液体，溶于乙醇、乙醚、石油醚、丙二醇、矿物油和大多数非挥发性 油，不溶于水和甘油。 ②用作溶剂及香料辅助剂，也用于有机合成：用作纤维素酯、纤维素醚、树脂 类的溶剂、适用于香蕉、樱桃、梅子、葡萄等香精以及烟用和酒用香精中。 ③由苯甲酸和乙醇在无水硫酸铝和微量硫酸存在下酯化而制备。 ④苯甲酸乙酯的金属盐溶解性较好，能与多种金属盐和氯化锡、三氯化铝、氯 化钛、碘化镁、五氯化锑等形成结晶性复合物，但不太稳定，在空气中易分解。
溶剂的选择
第四章溶剂选择 I.介绍 选择适当的溶剂可以提高反应速率，提高反应的可重复性和操作的便利性，并且能够确保目标产物的质量和产率。另外，从减少浪费以及溶剂的有效回收和重复使用上来说，溶剂的选择也是相当重要的。以上这些都对合成产品的生产效率和生产成本有着直接的影响。在研发的早期阶段，以任何方式提供的原料都是至关重要的，而溶剂的正确选择是为了能够保证在规定时间内，在难度最小化的条件下得到目标产物。 对于溶剂的分类，溶剂化，以及重要的物理参数的简单讨论如下，更多细节请参阅Reichardt关于溶剂的文章[1]。 I.A. 溶解性和主要溶剂的性质 溶剂的许多性质取决于其官能团。溶剂的类别包括 ?质子性溶剂，或氢键供体的溶剂（HBD，路易斯酸），例如，H2O，NH3，CH3OH和AcOH； ?氢键受体的溶剂（HBA，路易斯碱），比如，H2O，Et3N，EtOAc，THF，NMP（N-甲基吡咯烷酮）和丙酮； ?极性非质子溶剂，或称为“非羟基溶剂”，例如，DMSO和DMF； ?氯代烷烃和氟代烷烃溶剂； ?饱和烃类和不饱和烃类溶剂[1]。 当溶质被分散在溶剂中，它们就叫做被溶解。溶解，即每一个被分散的分子或者离子的周围都被溶剂分子紧密约束着。被分散在水中的分子或者离子叫做被水合。溶解可以是一个吸热的过程，也可以是放热的过程；类似的，结晶也可以是吸热或者放热的过程。（实验室中的结晶过程的放热现象可能不易被注意到,但是在放大生产时,结晶过程中反应釜的温度升高1-2℃是很普遍的）。溶剂化的程度随着离子电荷的增大和离子半径的减小而增大。不同溶剂的离子溶剂化值（包围一个溶质分子的溶剂分子数）不同。例如，Li+在环丁砜中的离子溶剂化值为1.4，在甲醇中上升至7，在乙腈中为9，在水中达到21[1]。溶剂化程度能够影响反应性。在相转移催化剂下产生裸露的阴离子只能最低限度的在有机溶剂中溶剂化，其反应性比高溶剂化的离子要大得多。极性非羟基溶剂，例如DMSO，能够将阳离子溶剂化，但C-H键不能被极化成为明显的溶剂化阴离子。因此，DMSO作为溶剂能够使NaCN以及其他亲核试剂的反应加快[2]。“相似相溶”仍然是选择溶剂过程中的着手点。有时混合溶剂对某种化合物的溶解性比单一溶剂要好得多（见图4.8）。不同的溶剂可以分别将分子的各个部分溶剂化。 提示：利用从混合溶剂体系到优势体系溶解度的差别。假设一个化合物能够溶解在丙酮-水体系中，但在水中不溶。重结晶时可以将其溶解在丙酮-水中，丙酮挥发之后可以结晶出固体。 在定量和预测溶剂溶解分子的能力方面已经作出了许多的努力。介电常数εr是一个用来衡量溶剂极性的参数，即“衡量一种物质放入电容器极板之间后使电势降低的能力” [3]。具有强极化能力的溶剂导电性好且具有较高的介电常数。介电常数是相对于真空测量的（真空的介电常数为1.0），常用溶剂的介电常数在2（环己烷）-80（水）的范围内。也发现了一些高介电常数的化合物，例如，N-甲基甲酰胺的介电常数位182.4，甲酰胺的介电常数为111；但是，这些化合物的反应性将限制其作为溶剂应用于有机反应中.