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1、化學(xué)轉(zhuǎn)移應(yīng)用:1.形成大而完美的單晶2.分離提純物質(zhì)3.合成新化合物低溫分離:1.分級冷凝2.分級減壓蒸發(fā)3.吸附分離4.分餾5.化學(xué)分離當(dāng)兩種化合物通過它們揮發(fā)性的差別進行分離不容易時使用。高壓下無機化合物變化:1.提高反應(yīng)速率和產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率,降低合成溫度,縮短合成時間2.可以合成一些常壓高溫方法難于合成的化合物3.高壓有增加物質(zhì)的密度,對稱性、配位數(shù)的作用,可以縮短鍵長4.非平衡相變中,高壓可以使非晶體發(fā)生晶化5.晶體的能帶結(jié)構(gòu)在高壓條件下發(fā)生改變6.容易獲得單相物質(zhì)低熱固相反應(yīng):擴散、反應(yīng)、成核、
2、長大規(guī)律:1.潛伏期2.無化學(xué)平衡3.拓撲化學(xué)控制原理4.分步反應(yīng)5.嵌入反應(yīng)應(yīng)用:1.合成原子簇化合物2.合成新的配合物3.合成固配化合物水熱法:在T>100°,P>1mPa的環(huán)境下過飽和睡溶液中進行結(jié)晶的方法。方法:金屬鹽、氧化物、氫氧化物的前驅(qū)體溶液在T>100°,P>1mPa的環(huán)境下過飽和形核,長大成晶體。應(yīng)用:1.合成晶體2.合成多孔材料3.合成其他方法得不到的材料優(yōu)點:1.生成低溫固相單晶,高粘度材料2.生成高蒸生壓,分解的材料3.晶體發(fā)育好,幾何形狀完美過程:1.在高壓釜中加入適量的原料
3、到溶解區(qū)2.待溶解的原料溶解后,由于溫差產(chǎn)生對流,原料向生成區(qū)擴散3.高溫的飽和溶液至籽晶區(qū)形成過飽和溶液而結(jié)晶4.冷卻析出部分溶質(zhì)的溶液又流向下部5.循環(huán)化學(xué)沉積:兩種或兩種以上的氣態(tài)原材料導(dǎo)入到一個反應(yīng)室內(nèi),然后他們相互之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成一種新的材料,沉積到基片表面上。要求:1.原料必須是氣體,或者在高溫容易氣化,擁有很高的純度2.通過沉積反應(yīng)易于生產(chǎn)所需要的材料沉積物,副反應(yīng)產(chǎn)物一定是氣體,主反應(yīng)物一定是固體3.整個反應(yīng)要易于控制步驟:1.進入氣體,由于有濃度梯度,所以擴散邊界層2.吸附在基
4、片上3.接觸后反應(yīng)4.由于粒子找不到合適位置,解析5.抽離。生態(tài)物與反應(yīng)物進入氣流層,離開系統(tǒng)微波:是一種頻率在300mHz到3000GHz,即波長在0.1mm到1000mm范圍內(nèi)的電磁波加熱機理:極性分子會產(chǎn)生偶極矩,不過約為零。微波作用后,出現(xiàn)偶極矩極化,偶極矩不再為零。在外力電磁場的作用下,無論極性分子還是非極性分子,都會產(chǎn)生電子相對于原子核的移動和原子核之間的位移。對于非均相體系來說,外加電磁場對界面電荷產(chǎn)生界面極化。由于微波是交變電場,使極性分子不斷改變方向,運動加劇,分子劇烈碰撞產(chǎn)生熱,把
5、電磁能轉(zhuǎn)化為熱能。特點:1.加熱快2.加熱均勻3.節(jié)能高效4.易于控制5.清潔衛(wèi)生6.安全無害薄膜:厚度很小的二維材料特性:1.熔點降低2.表面散射3.表面能級晶體結(jié)構(gòu):單晶、多晶、非晶微觀結(jié)構(gòu):1.薄膜呈現(xiàn)柱狀與空穴結(jié)構(gòu)2.柱狀垂直于基片表面生長3.層面界面明顯缺陷:空位、位錯、雜質(zhì)、晶界附著力:范德華力、靜電力、化學(xué)鍵合內(nèi)應(yīng)力:拉應(yīng)力、壓應(yīng)力外延:薄膜可沿單晶基片的結(jié)晶軸方向呈單晶生長。(同質(zhì)外延異質(zhì)外延)條件:1.吸附原子必須有高的遷移率2.基片與薄膜材料的結(jié)晶相容性3.要求基片干凈、光滑、穩(wěn)定
6、薄膜生長模式島狀生長:原子首先沉積在裸露的襯底表面,逐步形成小島,襯底表面上的小島可能同時增長,也可以部分分解成單個原子,同時可以在形成薄膜前在大范圍內(nèi)進行重新排列。層狀生長:以單層開始,然后進行第二層生長,生長薄膜的晶向基本上由第一層的晶向所決定復(fù)合生長:是層狀生長與島狀生長混合的生長模式。先層狀生長,之后在一層或若干層之上再進行島狀生長薄膜形核:自發(fā)形核:完全是在相變自由能的推動下進行;非自發(fā)形核:還有其他因素起到了作用均勻形核:核心不依附于任何雜質(zhì)自發(fā)形成,形核勢壘很大,要過冷到很低的溫度才有結(jié)
7、晶;非均勻形核:核心依附于液相。原子沉積過程:1.氣相原子的沉積或吸附2.表面擴散3.體擴散物理氣相沉積:在真空條件下,采用物理方法,將材料源(固體或液體)表面氣化成氣態(tài)原子、分子或部分電離成離子,并通過低壓氣體過程,在基體表面沉積具有某種特殊功能的技術(shù)。類型:蒸發(fā)沉積濺射鍍膜離子鍍膜真空蒸鍍的方式:電阻加熱蒸發(fā)電子束蒸發(fā)高頻加熱激光加熱化學(xué)鍍特點:1工藝簡單,適用范圍廣,不需要電源,2鍍層與基體的結(jié)合強度好3成品率高,成本低,溶液可循環(huán)使用,副反應(yīng)少4無毒,環(huán)保5投資少溶液鍍膜法:在溶液中利用化學(xué)反
8、應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)在基片表面沉積薄膜的技術(shù)方法:化學(xué)反應(yīng)沉積陽極氧化電鍍?nèi)苣z凝膠電鍍原理:陽極失去電子,溶解;陰極得到電子,沉淀優(yōu)點:常溫下進行,膜層細致,無針孔,平整,不粗糙,厚度易控制,設(shè)備不復(fù)雜缺點:影響因素多,只能在金屬上鍍膜表征:厚度的測量,形貌和結(jié)構(gòu)的表征,成分分析厚度:幾何厚度、光學(xué)厚度、質(zhì)量厚度方法:光學(xué)法、機械法、電學(xué)法顯微結(jié)構(gòu)的表征結(jié)構(gòu)表征方法:X射線衍射、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、低能電子衍射成分成分分析方法:X射線能量色散譜、俄