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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 154

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