最新§74-化学溶液镀膜法课件PPT.ppt 39页

'§74-化学溶液镀膜法 一、化学反应沉积镀膜法无电源电镀方法，依靠化学反应在基体上沉积薄膜的技术。制膜反应复杂，沉积过程中参数难于控制，膜纯度不高，也易受污染；有时还要求基底耐高温，耐腐蚀等，应用有限；但设备简单，效率高，成本低，也还有一定的应用，特别是在光学膜的制备上。包括：化学镀、浸镀和溶液水解镀膜法等。 1.化学镀——无电源电镀——利用还原剂在所镀物质的溶液中发生化学还原作用，在镀件的固液两相界面上析出并沉积得到镀层的技术。要求：还原剂的电位必须比沉积金属的电离电位低!(1)表面的自催化作用例如：镀Ni或Cu,以次磷酸盐和甲醛为还原剂，提供电子：Me2++2e-(来自还原剂)表面催化Me这种反应只能在具有催化作用的表面上进行，而且一旦沉积开始，沉积出来的金属就必须能继续这种催化作用，即每层淀积原子就变成了下层淀积的催化剂，这样，沉积过程才能连续进行，镀层才能加厚。所以说，化学镀是一种受控自催化的化学还原过程。 3.溶液水解镀膜法（1）实质：将元素周期表中Ⅳ族和Ⅲ、V族中某些元素合成烃氧基化合物，利用一些无机盐类（如氯化物、硝酸盐、乙酸盐等）作为成膜物质。将这些成膜物质溶于某些有机溶液，如乙酸或丙酮中便成为镀液，将它放在镀槽中旋转的平面玻璃镀件表面上，因发生水解作用而形成胶体膜，然后进行脱水，最后便获得该元素的氧化物薄膜;例如,用钛酸乙酯[Ti(OC2H5)4]和硅酸乙酯[Si(OC2H5)4]制成三层宽带增透膜：Si(OC2H5)4+4H2OH4SiO4+4C2H5OHH4SiO4SiO2+2H2OTiO2+SiO2+TiO2/4~/2~/4三层宽带增透膜 （2）对镀材的要求①有机极性溶液应有足够宽的溶解度范围，用水不好；②有少量水参与时应易水解；③水解后形成的薄膜应不溶解，易去掉挥发物；④在较低温度下能够充分脱水;⑤膜层与基体有良好而持久的吸附能力。（3）特点成膜工艺复杂，膜厚监控不能自动化，手工操作多；设备简单，成本低；化学键结合，附着力强。（4）用途镀制可见光透过膜——TiO2、SiO2膜等，广泛应用。 二、阳极氧化法1.方法阀型金属——作阳极石墨或金属——作阴极加上合适的直流电压时，会在阳极金属的表面上形成硬而稳定的氧化膜，这个过程称为阳极氧化，此法制膜称为阳极氧化法。图8.4.2阳极氧化镀膜法 2.阳极氧化膜的整流特性阳极氧化膜的组成在厚度上是不均匀的。靠近金属（如Al）一边的为富Al3+离子的膜，而靠近电解液一边的则为富氧离子的膜。薄膜表现为PIN的结构，即在电解液一边，存在一个空穴导电型半导体薄膜（P层），而贴近金属一边，则存在一个电子型半导体薄层（N层），这两层之间被一个等量比的Al2O3绝缘层（I层）分开。于是阳极氧化膜正向施加电压时电流被阻挡，但反向时却能导通，使它具备了整流特性。图8.4.3阳极氧化膜的整流特性3.用途镀介质膜，电解电容器膜，氧化铝纳米阵列膜等。 图8.4.4AAM膜的纳米孔阵列（AFM照片） 三、电镀（阴极沉积法）1.原理阳极失去电子——溶解阴极得到电子——沉淀2.法拉第定律Q=F·nF=96484库仑阴极表面沉积膜质量∝Q图8.4.5电镀示意图 4.对镀层的基本要求镀前彻底清洗具有细致紧密的结晶，镀层平整，光滑牢固，无针孔、麻点等。5.影响因素镀液的成分、浓度、电流密度、温度等；阳极材料的纯度；镀液pH值等。3.电镀液单盐：硫酸盐，氯化物等，安全、便宜；膜层粗糙；镀Ni等；络合盐：氰化物等，价贵、毒大；膜层致密；镀Cu,Ag,Au等。 6.优缺点a.常温下进行;b.膜层细致紧密、平整、光滑牢固、无针孔、不粗糙;c.厚度容易控制;d.设备不太复杂，效率也较高。优点缺点a.影响因素多；b.只能在金属上镀膜。 §8.5液相外延制膜法(LPE)外延，包括气相外延，液相外延，分子束外延；液相外延——含熔质的溶液(或熔体)借助过冷而使溶质在衬底上以薄膜形式进行外延生长的方法；LPE首先用于外延GaAs并形成PN结；LPE仍然是制备高纯Ⅲ—V族化合物的有效方法之一。 一、液相外延（LiquidPhaseEpitaxy,简称LPE）二、LPE生长系统与生长工艺1.卧式LPE生长系统溶液（或熔体）借助过冷而使溶质在衬底上以单晶膜的形式生长的方法。在整个生长周期中，衬底和溶液的温度大体上相等，液相外延法生长薄膜晶体是在接近平衡的条件下进行——可得到缺陷很少的单晶薄膜。 （1）水平倾斜管法生长工艺要点：a.炉子倾斜前，让衬底和溶液几乎处于同一温度；b.倾斜炉子，溶液浸泡衬底，此时不长也不溶解，只腐蚀掉衬底很薄一层，以除去机械损伤产生平结。最好温度稍低一点，以防止衬底浸蚀或溶解太多；c.T↘,让晶体在基底上外延生长；d.将炉子倾回原位，让溶液从晶片上滚掉，或使用擦拭装置刮掉母液。图8.5.1水平倾斜管液相外延生长装置示意图 （2）静止溶液下滑动衬底法图8.5.2从溶液表面除去氧化物的液相外延系统图8.5.3在溶液槽下面滑动衬底生长多层膜用的液相外延系统溶液静止滑动衬底静止衬底滑动溶液双室石墨舟生长AlxGa(1-x)As外延膜 2.立式LPE生长系统图8.5.4立式液相外延系统装置示意图立式系统中：溶液一般不动，温度控制较为精确；可在衬底两侧同时外延；也可同时生长多片衬底。 §8.6膜厚的测量与监控薄膜的厚度直接影响膜的使用特性，而几乎所有的薄膜性质都与膜厚有关。因此，不仅需要对所制得的薄膜厚度进行精确测量，还需要在薄膜形成的过程中对其厚度进行监控，以便制备符合选定厚度的薄膜。对膜厚的测量与监控方法很多，可以分为三大类： 一、称重法二、电学法1.石英晶体振荡法（QCO法）——动态称重法利用石英晶体的谐振频率与质量有关，从而也与膜厚有关的性质来测量薄膜厚度。2.微量天平法——静态称重法电阻测量法：惠斯顿电桥电容测量法：测C而定d,电容电桥品质因素（Q值）变化测量法：Q=P无/P有4.电离法：根据测量蒸发速率计算d 三、光学法测量光吸收系数方法光干涉方法椭圆偏振法a.等色干涉测量法b.等厚干涉条纹法 谢谢！ 李斯特菌感染临床观察 基本概述李斯特菌（学名：Listeriamonocytogenes），又名单核球增多性李斯特菌、李氏菌，是一种兼性厌氧细菌，为李斯特菌症的病原体。李斯特菌是革兰氏阳性菌，属厚壁菌门，取名自约瑟夫·李斯特。它主要以食物为传染媒介，是最致命的食源性病原体之一  。李斯特菌属中，仅有单核细胞增多性李斯特菌，可引起人类的脑膜炎、败血症、流产及新生儿感染等疾病，如果免疫缺陷者发生李斯特菌感染，其病情严重，病死率高达33%。 病原介绍单核细胞增多性李斯特菌为短小的革兰阳性无芽胞杆菌，陈旧培养物有时变为革兰阴性菌。在脑脊液中常成对排列，易误认为肺炎球菌。染色过度脱色易误认为流感杆菌。20～250C时具运动性，370C运动消失。微需氧，营养条件要求不高，在普通培养基上能生长，血清平板上生长良好，菌落周围有狭窄的溶血环。根据菌体与鞭毛抗原不同可分为若干型，90%的临床感染由Ia、Ib及Ⅳb型引起。 流行病学1、单增李斯特氏菌广泛存在于自然界中，不易被冻融，能耐受较高的渗透压，在土壤、地表水、污水、废水、植物、青储饲料、烂菜中均有该菌存在，所以动物很容易食入该菌，并通过口腔-粪便的途径进行传播。据报道，健康人粪便中单增李氏菌的携带率为0.6-16%,有70%的人可短期带菌，4-8%的水产品、5-10%的奶及其产品、30%以上的肉制品及15%以上的家禽均被该菌污染。 人主要通过食入软奶酪、未充分加热的鸡肉、未再次加热的热狗、鲜牛奶、巴氏消毒奶、冰激凌、生牛排、羊排、卷心菜色拉、芹菜、西红柿、法式馅饼、冻猪舌等而感染，约占85-90%的病例是由被污染的食品引起的。2、该菌可通过眼及破损皮肤、粘膜进入体内而造成感染，孕妇感染后通过胎盘或产道感染胎儿或新生儿,栖居于阴道、子宫颈的该菌也引起感染，性接触也是本病传播的可能途径，且有上升趋势。 特点1、季节性特点：春季可发生，而发病率在夏、秋季呈季节性增长。2、分布广：存在于土壤、水域(地表水、污水、废水)、昆虫、植物、蔬菜、鱼、鸟、野生动物、家禽。3、生存环境可塑性大：能在2-42℃下生存(也有报道0℃能缓慢生长)能在冰箱冷藏室内较长时间生长繁殖。4．适应范围大：酸性、碱性条件下都适应。5．带菌较高的食品有：牛奶和乳制品；肉类(特别是牛肉)；蔬菜；沙拉；海产品；冰淇凌等。 发病机制李斯特菌属细胞内寄生菌，不产内毒素，可产生一种溶血性的外毒素。T细胞在清除本菌中起重要作用，细胞免疫功能低下和使用免疫抑制剂者较易感染。细菌可直接累及胎盘、羊水和宫腔或胎儿，造成死胎、早产或新生儿感染，感染部位常能分离到细菌，以婴儿的胃肠道和肺部的细菌密度最高，提示感染由吸入羊水而致，并非血源性。兽医与实验室人员直接接触该菌可导致皮肤及眼感染。细菌可在脑、脑膜及肺、肝、脾等脏器形成播散性小脓肿或由巨噬细胞形成的粟粒样肉芽肿。 潜伏期在感染后3-70天出现症状，健康成人可出现轻微类似流感症状，易感者突然发热，剧烈头痛、恶心、呕吐、腹泻、败血症、脑膜炎、孕妇出现流产。单增李氏菌的抗原结构与毒力无关，它的致病性与毒力机理如下：1．寄生物介导的细胞内增生，使它附着及进入肠细胞与巨噬细胞。2．抗活化的巨噬细胞，单增李氏菌有细菌性过氧化物歧化酶，使它能抗活化巨噬细胞内的过氧物（为杀菌的毒性游离基团）分解。3．溶血素，即李斯特杆菌溶血素O，可以从培养物上清液中获得，为SH活化的细胞溶素，有α和β两种，为毒力因子。 临床表现1、脑膜炎是本病最常见的表现形式。起病可急可缓。新生儿可在通过产道时或产后被感染，产后1～3周发病，主要表现为拒食、多哭、易激惹、高热、恶心、呕吐、嗜睡、惊厥、囟门突出及脑膜刺激征。成人患者常表现高热、头痛、恶心、呕吐、颈强直、昏迷，个别病人还可出现抽搐、偏瘫、脑疝。白细胞增高以粒细胞为主，偶见单核细胞增高。脑脊液改变与其他化脓性脑膜炎相似。 2、胎儿经胎盘感染此菌后，可出现流产、胎死宫内或生后数日的新生儿发生严重播散性利斯特氏菌病；新生儿室中的暴发流行表现为播散性内脏肉芽肿和脓肿形成。患儿表现发热、呕吐、腹泻、呼吸窘迫、紫绀、呼吸不规则或暂停、抽搐、肝脾肿大、出血性皮疹和化脓性结膜炎等。3、淋巴结感染者可突然发热、发冷、头痛、咽痛、颈及全身淋巴结肿大、肝脾肿大、白细胞增高，并有程度不一的单核细胞增多。与传染性单核细胞增多症的主要区别是：①利斯特氏菌感染者嗜异性凝集试验阴性；②血或咽拭子培养可分离到利斯特氏菌。 4、孕妇患李斯特氏菌病后可能表现为亚临床型，亦可有急性发热而与流感相似，有时又类似肾盂肾炎。病情多不严重，但妊娠5个月后发病者，胎儿可能受严重影响。5、脑膜炎者多数同时有败血症存在，部分病人可仅表现为败血症，其临床表现与其他细菌引起者并无特殊之处。利斯特氏菌还可引起心内膜炎、关节炎、骨髓炎、腹膜炎及胆囊炎。接触病畜还可引起化脓性皮肤感染或化脓性结膜炎。 治疗说明多数抗菌药对李斯特菌具有抗菌作用，其中氨苄西林与青霉素疗效最佳。红霉素、利福平、复方SMZ-TMP、氟喹诺酮类、克林霉素、万古霉素、氯霉四环素、头孢噻吩等也有效，尚无耐药菌出现。治疗延误及严重新生儿败血症或脑炎病人常导致治疗失败。青霉素或氨苄西林联合氨基糖苷类对本菌常呈协同作用，败血症病人宜用药2周以上，脑膜脑炎疗程3周以上，心内膜炎4～6周，脑脓肿的疗程应超过6周。 防控措施1、李斯特菌通常存在于潮湿区域和辅助清洗设备中，例如：地面、排水沟、洗涤池、天花板、冷凝水、拖把、海绵、盐水冷冻设备及剥皮机。因此，控制李斯特氏菌的数量对减少深加工过程中的污染是很有必要的。2、控制李斯特菌这类病原菌的最好方法是降低交叉污染。使原料和成品操作分离，保持区域干燥，以防细菌生长和减少微生物扩散。 每日对排水沟，地面，废物容器进行清洗；每周对墙面，冷凝水滴盘，冷却器进行清洗；螺旋速冻机至少半年彻底清洗一次。用于原料和成品加工的器皿和温度计都必须进行彻底消毒（在使用前后）。经常擦洗地面以保持清洁。如果天花板上存冷凝水，应该及时用真空装置或消毒过的海绵拖把加以清除，如果在准备生产时，清洗后的地板还没有沥干，就需采用真空装置将其吸干或用拖把擦干。 3、清洗时可选用季铵组分和过氧化酸性杀菌剂，其中季铵组分的杀菌剂对李斯特菌非常有效；过氧化酸性杀菌剂可以去除单增李斯特菌的生物被膜，有效杀死李斯特氏菌。 谢谢！'