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（1）金剛石PC薄膜
金剛石PC薄膜的禁帶寬，電阻率和熱導(dǎo)率大，載流子遷移率高，介電常數(shù)小，擊穿電壓高，是一種性能優(yōu)異的電子PC薄膜功能材料，應(yīng)用前景十分廣闊。 金剛石PC薄膜有很多優(yōu)異的性質(zhì)：硬度高、耐磨性好、摩擦系數(shù)高、化學(xué)穩(wěn)定性好、熱導(dǎo)率高、熱膨脹系數(shù)小，是優(yōu)良的絕緣體。金剛石PC薄膜屬于立方晶系，面心立方晶胞，每個晶胞含有8個C原子，每個C原子采取sp3雜化與周圍4個C原子形成共價鍵，牢固的共價鍵和空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是金剛石硬度很高的原因。利用它的高導(dǎo)熱率，可將它直接積在硅材料上成為既散熱又絕緣的薄層，是高頻微波器件、超大規(guī)模集成電路最理想的散熱材料。利用它的電阻率大，可以制成高溫工作的二極管，微波振蕩器件和耐高溫高壓的晶體管以及毫米波功率器件等。
金剛石PC薄膜制備的基本原理是：在襯底保持在800~1000℃的溫度范圍內(nèi)，化學(xué)氣相沉積的石墨是熱力學(xué)穩(wěn)定相，而金剛石是熱力學(xué)不穩(wěn)定相，利用原子態(tài)氫
刻蝕石墨的速率遠大于金剛石的動力學(xué)原理，將石墨去除，這樣最終在襯底上沉積的是金剛石PC薄膜。金剛石PC薄膜的許多優(yōu)良性能有待進一步開拓，我國已將金剛石PC薄膜納入863新材料專題進行跟蹤研究并取得了很大進展。
（2）鐵電PC薄膜
鐵電PC薄膜的制備技術(shù)和半導(dǎo)體集成技術(shù)的快速發(fā)展，推動了鐵電PC薄膜及其集成器件的實用化。鐵電材料已經(jīng)應(yīng)用于鐵電動態(tài)隨機存儲器(FDRAM)、鐵電場效應(yīng)晶體管( FEET)、鐵電隨機存儲器( FFRAM)、IC卡、紅外探測與成像器件、超聲與聲表面波器件以及光電子器件等十分廣闊的領(lǐng)域。鐵電PC薄膜的制作方法一般采用溶膠-凌膠法、離子束濺射法、磁控濺射法、有機金屬化學(xué)蒸汽沉積法、準(zhǔn)分子激光燒蝕技術(shù)等。已經(jīng)制成的晶態(tài)PC薄膜有鈮酸鋰、 鈮酸鉀、鈦酸鉛、鈦酸鋇、鈦酸鍶、氧化鈮和鋯鈦酸鉛等，以及大量的鐵電陶瓷PC薄膜材料。
（3）氮化碳PC薄膜
美國伯克利大學(xué)物理系的M.L.Cohen教授以b-Si3N4晶體結(jié)構(gòu)為出發(fā)點，預(yù)言了一種新的C-N化合物b-Si3N4，Cohen計算出b-Si3N4b-C3N4是一種晶體結(jié)構(gòu)類似于b-Si3N4，具有非常短的共價鍵結(jié)合的C-N化合物，其理論模量為
4.27Mbars，接近于金剛石的模量4.43 Mbars。隨后,不同的計算方法顯示b-Si3N4具有比金剛石還高的硬度，不僅如此，b-Si3N4還具有一系列特殊的性質(zhì)，引起了科學(xué)界的高度重視，目前世界上許多著名的研究機構(gòu)都集中研究這一新型物質(zhì)。
b-Si3N4的制備方法主要有激光燒蝕法、濺射法、高壓合成、等離子增強化學(xué)氣相沉積、真空電弧沉積、離子注入法等多種方法。在CNx膜的諸多性能中，最吸引人的可能超過金剛石的硬度，盡管現(xiàn)在還沒有制備出可以直接測量其硬度的CNx晶體，但對CNx膜硬度的研究已有許多報道。
（4）半導(dǎo)體PC薄膜復(fù)合材料
以非晶硅氫合金PC薄膜（a—Si：H）和非晶硅基化物PC薄膜（a—SiGe：H、a—SiC：H、a—SiN：H等）為代表。它有良好的光電特性，可以應(yīng)用于太陽能電池，其特點是：廉價、高效率和大面積化。為了改善這些器件的性能，又研制了多晶硅膜、微晶硅膜及納米晶硅PC薄膜。這些器件已列入各國發(fā)展計劃中，如日本的陽光計劃，歐洲的焦耳—熱量計劃，美國的百萬屋頂計劃，中國的973和863計劃，
并已發(fā)展成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，另一項有發(fā)展前途的是Cu（1nGa）Se2（小面積效率＞18．8％）及口為16．4％的CdTePC薄膜太陽電池也列入國家863計劃。這類半導(dǎo)體PC薄膜復(fù)合材料，特別是硅PC薄膜復(fù)合材料已開始用于低功耗、低噪聲的大規(guī)模集成電路中，以減小誤差，提高電路的抗輻射能力。
（5）超晶格PC薄膜材料
隨著半導(dǎo)體PC薄膜層制備技術(shù)的提高，當(dāng)前半導(dǎo)體超晶格材料的種類已由原來的砷化鎵、鎵鋁砷擴展到銦砷、鎵銻、銦鋁砷、銦鎵砷、碲鎘、碲汞、銻鐵、銻錫碲等多種。組成材料的種類也由半導(dǎo)體擴展到鍺、硅等元素半導(dǎo)體，特別是今年來發(fā)展起來的硅、鍺硅應(yīng)變超晶格，由于它可與當(dāng)前硅的前面工藝相容和集成，格外受到重視，甚至被譽為新一代硅材料。
半導(dǎo)體超晶格結(jié)構(gòu)不僅給材料物理帶來了新面貌，而且促進了新一代半導(dǎo)體器件的產(chǎn)生，除上面提到的可制備高電子遷移率晶體管、高效激光器、紅外探測器外，還能制備調(diào)制摻雜的場效應(yīng)管、先進的雪崩型光電探測器和實空間的電子轉(zhuǎn)移器件，并正在設(shè)計微分負(fù)阻效應(yīng)器件、隧道熱電子效應(yīng)器件等，它們將被廣泛應(yīng)用于雷達、電子對抗、空間技術(shù)等領(lǐng)域。
（6）納米復(fù)合PC薄膜材料
隨著納米材料的出現(xiàn)，納米PC薄膜（涂層）技術(shù)也得到相應(yīng)的發(fā)展。時至今日，已從單一材料的納米PC薄膜轉(zhuǎn)向納米復(fù)合PC薄膜的研究，PC薄膜的厚度也由數(shù)微米發(fā)展到數(shù)納米的超PC薄膜。
納米復(fù)合PC薄膜是指由特征維度尺寸為納米數(shù)量級（1～100nm）的組元鑲嵌于不同的基體里所形成的復(fù)合PC薄膜材料，有時也把不同組元構(gòu)成的多層膜如超晶格稱為納米復(fù)合PC薄膜，它具有傳統(tǒng)復(fù)合材料和現(xiàn)代納米材料兩者的優(yōu)越性。
到目前為止，概括起來納米復(fù)合材料可分為三種類型：①0-0復(fù)合，即不同成分、不同相或不同種類的納米粒子復(fù)合而成的納米固體，通常采用原位壓塊、 相轉(zhuǎn)變等方法實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)具有納米非均勻性，也稱為聚集型；②0-2復(fù)合，即把納米粒子分散到二維的PC薄膜材料中，它又可分為均勻彌散和非均勻彌散兩類，稱為納米復(fù)合PC薄膜材料。有時，也把不同材質(zhì)構(gòu)成的多層膜如超晶格也稱為納米復(fù)合PC薄膜材料。③0-3復(fù)合，即納米粒子分散在常規(guī)三維固體中。另外，介孔固體亦可作為復(fù)合母體通過物理或化學(xué)方法將納米粒子填充在介孔中，形成介孔復(fù)合
的納米復(fù)合材料。
納米復(fù)合PC薄膜是一類具有廣泛應(yīng)用前景的納米材料，按用途可分為兩大類，即納米復(fù)合功能PC薄膜和納米復(fù)合結(jié)構(gòu)PC薄膜。前者主要利用納米粒子所具有的光、電、磁方面的特異性能 ，通過復(fù)合賦予基體所不具備的性能，從而獲得傳統(tǒng)PC薄膜所沒有的功能。而后者主要通過納米粒子復(fù)合提高機械方面的性能。由于納米粒子的組成、性能、工藝條件等參量的變化都對復(fù)合PC薄膜的特性有顯著的影響，因此可以在較多自由度的情況下人為地控制納米復(fù)合PC薄膜的特性。
組成復(fù)合PC薄膜的納米粒子可以是金屬、半導(dǎo)體、絕緣體、有機高分子等材料，而復(fù)合PC薄膜的基體材料可以是不同于納米粒子的任何材料。人們采用各種物理和化學(xué)方法先后制備了一系列金屬/絕緣體、半導(dǎo)體/絕緣體、金屬/半導(dǎo)體、金屬/高分子、半導(dǎo)體/高分子等納米復(fù)合PC薄膜。特別是硅系納米復(fù)合PC薄膜材料得到了深入的研究，人們利用熱蒸發(fā)、濺射、等離子體氣相沉積等各種方法制備了Si/SiOx、Si/a-Si：H、Si/SiNx、Si/SiC等納米鑲嵌復(fù)合PC薄膜。盡管目前對其機制不十分清楚，卻 有大量實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)在此類納米復(fù)合PC薄膜中觀察到了強的從紅外到紫外的可見光發(fā)射。由于這一類PC薄膜穩(wěn)定性大大高于多孔硅，工藝上又可與集成電路兼容，因而被期待作為新型的光電材料應(yīng)用于大規(guī)模光電集成電路。
由于納米復(fù)合PC薄膜的納米相粒子的量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、宏觀量子隧道效 應(yīng)等使得它們的光學(xué)性能、電學(xué)性能、力學(xué)性能、催化性能、生物性能等方面呈現(xiàn)出常規(guī)材 料不具備的特性。因此，納米復(fù)合PC薄膜在光電技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)等各個領(lǐng)域都有廣 泛的應(yīng)用前景。現(xiàn)以硅系納米復(fù)合PC薄膜材料為例介紹它們的特性及
