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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CO2 104

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