脈沖激光沉積動力學原理

內(nèi)容概要

本書對現(xiàn)代材料先進制備技術(shù)——脈沖激光沉積技術(shù)的機理，進行了深入、系統(tǒng)的討論，是國際上第一本全面闡述脈沖激光沉積動力學的專著，內(nèi)容取材于作者多年的科研結(jié)晶。本書介紹作者提出的能自洽描述全沉積過程的統(tǒng)一動力學模型，并逐一研究各工藝階段的熱動力學的規(guī)律，詳盡地闡述有關(guān)的最新研究成果：基于局域守恒定律的等離子體的新演化模型，羽輝演化的近場、中場和原場行為的研究，包含熱源項、蒸發(fā)項、吸收率動態(tài)變化和非傅里葉效應的綜合燒蝕模型，薄膜的蒙特卡羅研究和若干標度規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、修正和綜合雙溫模型等。本書的飛秒激光動力學研究，其應用范圍涉及微納加工、光電、生物、信息和化學工程等，因而本書具有很強的科學性、原創(chuàng)性和實踐性。
本書可作為材料科學、物理學以及相關(guān)專業(yè)的研究生教材，也可供從事飛秒激光技術(shù)研究和應用的科研工作者參考。

作者簡介

張端明，1941年5月生，湖北武漢市人，現(xiàn)任華中科技大學物理學院教授，博士生導師，享受國務院特殊津貼專家。主持多項國家級、省部級科學基金，主要研究方向有特種功能材料、有序介質(zhì)（液晶、超流<sup>3</sup>He或<sup>4</sup>He）的缺陷和拓撲性質(zhì)、有關(guān)高能物理和量子物理的基礎(chǔ)研究、復雜網(wǎng)絡和自組織系統(tǒng)的臨界行為和動力學規(guī)律的研究。近年來，致力于脈沖激光沉積動力學機理和應用的研究，構(gòu)建脈沖激光沉積動力學的理論?系。本書就是其研究的結(jié)晶。
多年來，在國際權(quán)威雜志美國《物理評論》、《應用物理》、《美國陶瓷協(xié)會會刊》、《溶膠-凝膠科學技術(shù)》、《熱傳導技術(shù)》、《磁學與磁性材料》、《晶體與晶體技術(shù)》、《表面和涂料技術(shù)》、《物理雜志D》、《固體物理通訊》，其他國際學術(shù)雜志《現(xiàn)代物理快報》、《加拿大物理通訊》，《澳大利亞物理雜志》以及我國權(quán)威學術(shù)刊物《中國科學》、《科學通報》、《中國物理快報》、《物理學報》、《理論物理通訊》、《高能物理與核物理》、《硅酸鹽學報》、《無機鹽學報》、《中國稀土學報》、《核技術(shù)》、《量子電子學報》、《功能材料》等上面發(fā)表認文300余篇。出版專著《脈沖激光沉積動力學與玻璃基薄膜》，《應用群論引論》、《世紀之交的物理學——科學技術(shù)革命的弄潮兒》、《高等量子理論》等10部，曾多次獲得科技和教育方面的國家級、省部級獎勵，包括自然科學獎、科學進步獎、優(yōu)秀論文獎以及科普獎等。

書籍目錄

前言
第1章　薄膜材料與制備方法引論
 1．1　薄膜材料的特點
 1．2　常見的薄膜材料
 1．2．1　結(jié)構(gòu)薄膜材料
 1．2．2　功能薄膜材料
 1．3　常見的薄膜制備方法
 1．3．1　真空蒸發(fā)沉積
 1．3．2　分子束外延法
 1．3．3　溶膠凝膠法
 1．3．4　濺射法
 參考文獻
第2章 薄膜的缺陷、界面與表征
 2．1　薄膜的缺陷
 2．1．1　點缺陷
 2．1．2　線缺陷
 2．2　薄膜的界面與薄膜間的相互擴散
 2．2．1　薄膜與襯底間的界面
 2．2．2　不同材料薄膜之間的界面
 2．3　薄膜材料的表征
 2．4　X射線衍射分析
 2．5　掃描隧道顯微鏡
 2．6　掃描近場光學顯微鏡
 參考文獻
第3章　PLD技術(shù)及其2．L模型一般描述
 3．1　PLD發(fā)展過程
 3．2　PLD技術(shù)制備薄膜的實驗工藝
 3．3　PLD制備過程的一般描述
 3．3．1　PLD技術(shù)的物理圖像的一般描述
 3．3．2　激光與靶材的相互作用
 3．3．3　等離子體膨脹
 3．3．4　襯底上沉積成膜
 3．4　PLD的z—L模型簡介
 3．4．1　脈沖激光燒蝕靶材過程的描述
 3．4．2　等離子體的空間膨脹過程研究
 3．4．3　薄膜沉積特性研究
 3．4．4　等離子體沖擊波模型
 參考文獻
第4章　激光燒蝕的基本模型與含熱源項模型
 4．1　激光燒蝕產(chǎn)生的燒蝕面的位置演化規(guī)律
 4．1．1　燒蝕?程的基本物理圖像
 4．1．2　燒蝕面的位置演化規(guī)律
 4．2　燒蝕方程的導熱方程和定解條件
 4．2．1　導熱方程與定解條件
 4．2．2　邊界條件的非線型性
 4．2．3　積分法
 4．3　液相區(qū)和固相區(qū)的溫度演化規(guī)律
 4．3．1　液相區(qū)的溫度演化規(guī)律
 4．3．2　固相溫度演化規(guī)律
 4．4　蒸發(fā)弛豫過程對燒蝕面的影響
 4．4．1　激光燒蝕能量閾值、弛豫時間
 4．4．2　燒蝕面位置的演化規(guī)律
 4．5　含熱源項的激光燒蝕導熱理論模型
 4．5．1　導熱方程
 4．5．2　熔融前的定解條件
 4．5．3　熔融后的定解條件
 4．6　靶材熔融前的溫度分布演化規(guī)律
 4．6．1　靶材熔融前溫度分布的差分模擬研究
 4．6．2　靶材在熔融前溫度隨位置的分布規(guī)律
 4．6．3　靶材熔融前溫?分布的演化規(guī)律
 4．7　靶材熔融后的溫度和界面演化規(guī)律
 4．7．1 固液相的溫度演化規(guī)律和固液界面演化規(guī)律
 4．7．2　硅靶材熔融后的溫度分布模擬
 參考文獻
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