自然观察

    薄膜是一类低维的材料和结构形态。通过它纵向的材料，材料的厚度和结构的变化与调制，可以实现其性能的变化和各种各样的功能与应用。

    作为一个统一的学科，不同类型的薄膜之间有着共同的特点。这一切不仅表现在制备技术和测试技术上，还表现在它们的物理、化学和力学性质，以及微观结构和表面形貌等多种特性方面。

    不同类型的薄膜，其特性之间是相通和相互关联的，把不同类型的薄膜结合在一起，可以形成多种性能的组合体。

    薄膜种类很多，可以从不同角度进行分类。从材料学角度，薄膜可分为有机薄膜、无机薄膜、有机/无机聚合物薄膜，以及多功能、多组分的复合薄膜及杂化薄膜等。从结构上来分，可分为单晶薄膜、非晶薄膜、多晶薄膜、多结构复合薄膜，以及生物薄膜等。从应用来分，薄膜可以分为磁学薄膜、电学薄膜、半导体薄膜、光学薄膜、声学薄膜、功能调制及转换薄膜，实现诸如传感、存储、显示、催化、光伏等不同功能的功能薄膜；以及把多种功能集成在一起的集成光学薄膜和集成电路薄膜等等。

    随着科学技术的发展，薄膜从纵向调制向横向调制拓展，在此基础上形成了雕塑薄膜、维纳结构调制薄膜、超晶格或超材料薄膜等。

    实现某些特殊功能或特殊应用的薄膜，叫做功能薄膜。一般来讲，功能薄膜可以分为被动式功能薄膜和主动式功能薄膜。传统的光学薄膜就是一类被动式功能薄膜，而激光薄膜则是典型的主动功能薄膜。随着薄膜科学和技术的发展，应用需求以及应用范畴的增加和开阔，把被动薄膜和主动薄膜能动地结合在一起,形成具有确定功能特性的新型功能薄膜。

    一般情况下，功能薄膜主要是指具有能态转换和调制等各种非线性功能的主动薄膜。其种类繁多，数不胜数，应用范围广泛，无处不在。

    与一般光学和光电子薄膜相比，激光薄膜是用于激光系统或产生激光和传输激光的一类光学薄膜和光电子薄膜，它有两个突出特点：一是新超低损耗，二是超高的抗激光强度。用于激光陀螺和引力波测量的激光反射膜，其反射率在99.999%以上，不仅如此，在某些应用中，还要控制薄膜材料的微弱发射对光束的干扰。

    而微纳结构光学薄膜是在多维空间中具有微米或纳米调制结构的一类光学薄膜。一般光学薄膜都是在厚度方向上进行结构或组分的调制的，如果在纵向结构调制的同时，在横向上也具有微米或纳米级的微结构，可实现多维度调制功能，构成微纳结构光学薄膜。

    薄膜的应用分类是相对的，在很多情况下，同一种材料的薄膜具有多种应用；反之，同一类应用的薄膜也会用到各种各样的材料和材料组合。在物质世界中，通过特定的薄膜可以实现各种能态和性状之间的相互转换和调制。

    薄膜态材料可以在很薄的状态下，实现体材料的功能，甚至可以实现体材料无法实现的功能。各种材料都可以通过相应的技术转化成薄膜态材料，但它的制备周期更短，变化更多样，调制更便捷。不仅节约原材料、时间和资源，更能根据不同的应用，通过不同的设计、制备和处理技术合成更多的新材料，从而把多种不同类型、性质、功能的材料进行有机的组合(或嵌合在一起)，构成更多的材料类型，组成更多的新器件，实现更多的新功能、新结构和新应用。

    薄膜可以突破传统材料分类的概念，建立全新的材料体系和功能特性。一般情况下，薄膜科学的核心任务就是研究薄膜的基本特性和功能特性；薄膜工程的核心任务，就是实现薄膜的特性和功能，并把它们应用的科学技术和国计民生中去。随着科学技术的不断发展，各行各业对薄膜要求的不断提高，各种新的制备技术和测试技术不断涌现，薄膜科学和技术的进一步的发展，也必然进一步地推动科学技术和人类社会的发展。