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第1章 绪论&李爱东 刘建国1

1.1材料的发展历史1

1.2先进材料及其重要性5

1.3先进材料的合成与制备技术12

参考文献16

第2章 溶胶-凝胶法&刘文超17

2.1溶胶-凝胶法概论17

2.1.1溶胶-凝胶法简介17

2.1.2溶胶-凝胶法的主要用途和基本流程18

2.1.3溶胶-凝胶法的优缺点23

2.2溶胶-凝胶法制备薄膜24

2.2.1溶胶-凝胶法制备氧化物薄膜26

2.2.2溶胶-凝胶法制备硫化物薄膜30

2.2.3溶胶-凝胶法制备无机-有机杂化薄膜32

2.3溶胶-凝胶法制备纳米晶37

2.3.1溶胶-凝胶法制备氧化物纳米晶38

2.3.2溶胶-凝胶法制备金属纳米晶40

2.4小结42

参考文献42

第3章 水热和溶剂热法&高峰45

3.1水热和溶剂热法概述45

3.1.1水热法45

3.1.2水热物理化学46

3.1.3水热技术类型48

3.1.4溶剂热法50

3.2水热和溶剂热法在纳米材料制备中的应用进展51

3.2.1金属、半金属及合金纳米材料的合成52

3.2.2二元氧簇化合物纳米材料的合成62

3.2.3氮簇和碳簇纳米材料的合成69

3.2.4多元化合物纳米材料的合成71

3.2.5介孔和介结构材料的合成73

3.2.6复合纳米材料的合成75

3.3水热和溶剂热法在材料合成中的应用展望78

参考文献79

第4章 微波合成&刘建国82

4.1微波与物质的相互作用82

4.2液相微波合成85

4.3固相微波合成90

4.3.1间歇微波法合成三氧化钨-碳复合材料用于直接甲醇燃料电池90

4.3.2间歇微波法制备掺氮石墨烯用于PEMFC中的Pt催化剂载体96

4.3.3微波法合成超薄g-C3 N1用于光催化还原CO2104

4.4小结110

参考文献110

第5章 超声电化学技术&唐少春114

5.1超声电化学概述114

5.1.1超声化学合成法114

5.1.2电化学法116

5.1.3超声电化学法的原理与特点117

5.1.4超声电化学法的分类118

5.2超声电化学法在纳米材料制备中的应用进展119

5.2.1纳米颗粒的制备119

5.2.2一维纳米材料的制备128

5.2.3树枝状纳米材料的制备132

5.2.4多孔纳米材料的制备135

5.2.5复合纳米材料的制备137

5.3超声电化学在材料合成中的应用展望145

参考文献146

第6章 化学气相沉积&李爱东149

6.1引言149

6.2化学气相沉积原理150

6.2.1定义150

6.2.2 CVD中的化学反应151

6.2.3 CVD中的化学热力学和动力学153

6.2.4化学气相沉积的特点与分类156

6.3化学气相沉积前驱体和材料159

6.3.1化学气相沉积前驱体的要求和种类159

6.3.2化学气相沉积材料163

6.4化学气相沉积与新材料165

6.4.1 MOCVD生长LaAlO3栅介电薄膜及其电学性能165

6.4.2新型无水金属硝酸盐CVD前驱体的合成、表征及其应用170

6.4.3聚焦离子束化学气相沉积在复杂三维纳米结构制备上的应用178

6.4.4化学气相沉积碳元素家族材料180

参考文献190

第7章 原子层沉积&李爱东194

7.1引言194

7.2原子层沉积原理和特点194

7.2.1原子层沉积原理194

7.2.2原子层沉积特点199

7.2.3原子层沉积分类201

7.3原子层沉积前驱体和材料204

7.3.1原子层沉积前驱体204

7.3.2原子层沉积材料206

7.4等离子体增强原子层沉积208

7.4.1等离子体增强原子层沉积原理208

7.4.2等离子体增强原子层沉积特点208

7.5原子层沉积应用210

7.5.1高k栅介质与新型半导体沟道材料的集成与性能211

7.5.2超高密度存储器221

7.5.3生物相容性涂层230

7.5.4纳米结构和图案的制备及其在能源和光学领域的应用234

参考文献237

第8章 团簇束流沉积&韩民241

8.1团簇束流沉积技术概述241

8.2团簇束流的产生244

8.3团簇束流沉积制备纳米结构薄膜252

8.3.1团簇束流沉积纳米粒子薄膜制备技术252

8.3.2团簇束流沉积过程的在线监控257

8.3.3定向团簇束流沉积259

8.4荷能团簇束流沉积264

参考文献269

第9章 脉冲激光沉积技术&陈晓原272

9.1引言272

9.2激光与靶的相互作用273

9.2.1概述273

9.2.2靶对激光的吸收及靶的熔化和气化275

9.2.3表面等离子体形成及与激光的相互作用277

9.2.4 碰撞及喷嘴效应279

9.2.5蒸气及等离子体与靶表面的相互作用286

9.3羽焰的传输288

9.3.1概述288

9.3.2激光脉冲结束后表面等离子体的初始膨胀290

9.3.3烧蚀物传输的流体行为—— 激波的形成和传输291

9.3.4激波的效应293

9.3.5沉积粒子速度的双峰现象297

9.3.6真空及低气压下烧蚀物对膜表面的再溅射效应299

9.4沉积粒子的化学状态、动能、沉积时间和空间分布299

9.4.1概述299

9.4.2沉积粒子化学状态300

9.4.3沉积粒子能量301

9.4.4沉积时间和沉积速率304

9.4.5沉积粒子的空间分布304

9.4.6 PLD与MBE的比较305

9.5薄膜的形成及生长306

9.5.1薄膜生长的基本过程306

9.5.2 PLD中薄膜生长的特征308

9.5.3薄膜取向控制309

9.6小结和展望311

参考文献312

第10章 分子束外延&顾正彬 吴迪 聂越峰320

10.1 Ⅲ-Ⅴ族分子束外延320

10.1.1概述320

10.1.2技术原理与系统构成323

10.1.3技术特点326

10.1.4分子束的产生327

10.1.5 RHEED监控原理329

10.2激光分子束外延330

10.2.1概述330

10.2.2高压RHEED监控331

10.2.3二维薄膜生长：逐层生长和台阶流生长333

10.2.4衬底处理336

10.2.5钙钛矿薄膜、超薄膜和超晶格制备338

10.3氧化物分子束外延340

10.3.1概述340

10.3.2同质外延生长SrTiO3薄膜343

10.3.3异质外延生长SrTiO3薄膜346

参考文献349

第11章 磁控溅射&顾正彬352

11.1溅射原理概述352

11.1.1溅射的工作原理352

11.1.2磁控溅射的工作原理354

11.1.3磁控溅射薄膜生长特点356

11.1.4溅射产额358

11.2磁控溅射技术361

11.2.1射频溅射与反应溅射361

11.2.2非平衡磁控溅射技术364

11.2.3脉冲磁控溅射367

11.3磁控溅射应用于材料沉积的实例369

11.3.1磁控溅射氧化锌薄膜的生长369

11.3.2磁控溅射铁氧体薄膜的生长375

11.3.3反应磁控溅射生长二氧化钒薄膜375

参考文献379

第12章 蒸发沉积技术&袁长胜382

12.1蒸发沉积的物理基础382

12.1.1蒸发与凝结382

12.1.2蒸发物质的空间角分布383

12.2蒸发沉积膜层的生长与结构特性384

12.3平坦表面的柱状微结构的蒸发沉积386

12.3.1表面扩散与柱状微结构薄膜生长386

12.3.2倾角蒸发沉积的微孔柱状微结构生长387

12.3.3预置图案化表面的微孔柱状微结构生长389

12.3.4 掠角蒸发沉积的微孔柱状微结构生长391

12.3.5微孔柱状结构薄膜的物理特性及其应用395

12.4微结构表面的蒸发沉积397

12.4.1蒸发沉积的台阶覆盖性能397

12.4.2定向沉积与沉积膜层的图案化398

12.4.3图案化沉积膜层的遮蔽蒸发沉积400

参考文献407

第13章 提拉法晶体生长技术&姚淑华410

13.1引言410

13.2提拉法简介411

13.3提拉法晶体生长理论412

13.3.1输运理论413

13.3.2热力学理论419

13.3.3动力学理论419

13.3.4晶体生长形态420

13.4提拉法晶体生长过程426

13.4.1提拉法晶体生长程序426

13.4.2影响晶体生长的因素428

13.5晶体结构与缺陷431

13.5.1晶体结构431

13.5.2晶体缺陷433

13.6提拉法晶体生长技术进展436

13.6.1自动等径技术（ADC）436

13.6.2双坩埚连续加料技术437

参考文献439

第14章 纳米压印技术&葛海雄441

14.1纳米压印技术的发展441

14.2纳米压印技术的种类445

14.2.1热压印与紫外光固化压印445

14.2.2滚轴压印446

14.3纳米压印胶材料447

14.3.1紫外光固化纳米压印材料447

14.3.2双层纳米压印胶体系448

14.4纳米压印的技术挑战451

14.4.1纳米压印的缺陷与对准问题451

14.4.2纳米压印的工艺要求452

14.4.3纳米压印模板与低表面能处理453

14.5复合纳米压印技术455

14.5.1复合纳米压印模板456

14.5.2曲面压印457

14.5.3改善纳米压印缺陷458

14.6纳米压印技术的应用与前景460

14.6.1磁记录与存储器件460

14.6.2纳米图案化蓝宝石衬底462

14.6.3有序金属纳米结构阵列464

参考文献465