近年來,在超高壓、超高溫和超細粒子等極端條件下以及宇宙空間無重力狀態的特殊環境中進行合成或加工,得到了用從前的普通材料合成技術不能得到的新材料。經過原子過程形成的塑料薄膜材料,作為開發新材料的合成技術,近年來引起了人們的極大興趣和重視,得到迅速發展。
人們用新的技術實現材料的薄膜化。形成多層結構,制造新的器件等的愿望,已逐漸變成現實。人工超晶格,薄膜彈性表面波器件和薄膜光集成電路等就是最好的例子。
由于薄膜材料制備過程的特殊性,導致薄膜材料所特有的性質和形狀效應。由于合成塊狀材料的原料粒子的最小尺寸刀0.1—1um,而薄膜是由尺寸為A數量級的原子或分子構成的超細粒子形成的,因此塊襖材料不能形成或很難形成的結構在薄膜化過程中卻很容易形成.
塑料薄膜材料的特性簡介
Bell實驗室的Read發現,正常的塊狀Ta材料的結構是體心立方,薄膜化使其結構變成四方晶體,叫做B-Ta,它具有良好的電阻特性,薄膜化工藝使許多物質容易變成非晶結構,而且在超薄膜中看到的小于100A的島狀結構和在多晶薄膜中看到的纖維結構都是薄膜材料所特有的結構特性。
由于薄膜化過程的特殊性而出現的異常結構和形狀效應,使它的機械性質.載流子輸運機構,超電導.磁性.光學和熱學性質不同于塊狀材料.例如,薄膜材料具有相當大的缺陷密度,因此其中的載流子遷移率明顯減小.薄膜一般都制備在基板上,由于薄膜和基板的熱膨脹系數不同,加熱時在薄膜中產生很大的內應力,使薄膜的超導轉變溫度升高.
除了材料的物性和應用外,材料的薄膜化可以節省資源,而且對于減少公害也是相當重要的.一般來說,材料的特性主要是取決于材料的表面性質,因此,在需要使用有毒或貴重材料時,可以在別的母體材料表面鍍一層有毒或貴重材料,這樣可以做到既省資源又無公害。