电子材料PPT课件
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什么是电子功能材料?定义1:所谓电子功能材料,是以发挥其物理性能(如电、磁、光、声、热等)或物理与物理性能之间、力学与物理性能之间、化学与物理性能之间相互转换的特性为主而主要用于电子信息工业的材料
定义2:根据在器件中所起的作用,可将电子功能材料定义为:凡具有能量与信息的发射、吸收、转换、传输、存储、控制与处理功能特性之一或者是直接参与保障这些功能特性顺利发挥而主要用于电子信息工业的材料。
定义3:具有某种功能效应的材料。功能效应是指材料的光、电、磁、热、声等物理特性以及这些物理特性参量之间的相互耦合(转换)效应。
有哪些电子功能材料?1.按电子材料的用途分类,通常把电子材料分为结构电子材料[能承受一定压力和重力,并能保持尺寸和大部分力学性质(强度、硬度及韧性等)稳定的一类材料]和功能电子材料[指除强度性能外,还有其特殊功能,如能实现光、电、磁、热、力等不同形式的交互作用和转换的材料;在应用中,主要是其功能而不是机械力学性能] 2.按组成分类,从化学作用的角度,可以将电子材料分为无机电子材料[又可分为金属材料(以金属键结合)和非金属材料(硅等元素半导体、金属的氧化物、碳化物、氮化物等,他们以离子键和共价键结合)]和有机(高分子材料)电子材料[主要是由碳、氢、氧、氮、氯、氟等组成的高分子材料,大部分是以共价键和分子键结合]
电子功能材料有些什么作用?
什么是标量、矢量及二阶张量?它们的下标数、分量数各为多少?无方向的物理量,称为标量(也称零阶张量)。它们完全由给定的某一数值来确定;与方向有关的物理量,称为矢量(也称一阶张量)。它们不仅有大小,而且有一定的方向;n维空间n*n的矩阵即二阶张量。下标数0、1、2.量数1、3、9.
求和规则是什么?根据求和规则如何表示31jjijiED)3,2,1(i两个矢量之间的关系,如
试证明矢量的变换定律与二阶张量的变换定律 当某一项中有重复出现的下标时,则自动按该下标求和,因此,上式可表示为:𝐷i=𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷 (i, j =1,2,3) j——求和下标i——自由下标 上式可按j展开,进而可写出Di的三个分量,则Di=εi1E1+εi2E2+εi3E3
半导体材料的发展现状及未来展望
智能1601 41623405 吕懿
前言:
半导体材料(semiconductor material)是一类具有半导体性能
(导电能力介于导体与绝缘体之间,电阻率约在1mΩ·cm~1GΩ·cm
范围内)、可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。半导体
材料是制作晶体管、集成电路、电力电子器件、光电子器件的重要
基础材料,支撑着通信、计算机、信息家电与网络技术等电子信息
产业的发展。半导体材料及应用已成为衡量一个国家经济发展、科
技进步和国防实力的重要标志。
1、 第3代半导体材料及应用
半导体材料的发展可以划分为三个时代。
第1代半导体材料以硅(Si)和锗(Ge)等元素半导体材料为代表,奠
定了微电子产业基础。其典型应用是集成电路(Integrated
Circuit,IC),主要应用于低压、低频、低功率晶体管和探测器,在未
来一段时间,硅材料的主导地位仍将存在。但硅材料的物理性质限
制了其在高压和高频电子器件上的应用。
第2代半导体材料以GaAs和磷化锢(InP)为代表,奠定了信息产业
基础。GaAs材料的电子迁移率是Si的6倍,具有直接带隙,故其器件
相对Si器件具有高频、高速的性能,被公认为是很合适的通信用半导
体材料。同时,其在军事电子系统中的应用日益广泛且不可替代。
然而,由于禁带宽度范围不够大、击穿电场较低,限制了其在高
温、高频和高功率器件领域的应用。另外,GaAs材料具有毒性,对
环境和人类健康存在威胁。
第3代半导体材料是指带隙宽度明显大于Si(1.1eV)和GaAs(1.4eV)
的宽禁带半导体材料(2.0-6.0eV),包括III族氮化物〔如氮化稼
(GaN)、氮化铝(A1N)等〕,碳化硅(SiC),宽禁带氧化物〔(如氧化锌
(ZnO)、氧化稼(Ga2O3)、钙钦矿(CaTiO3)等)〕及金刚石薄膜等宽禁
带半导体材料。与第1代、第2代半导体材料相比,第3代半导体材料
禁带宽度大,具有击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐
1 电子陶瓷材料
概述陶瓷学定义为制造和应用固体制品的技艺和科学,这种固体制品主要是由无机非全属材料作为基本组分组成的。电子陶瓷是应用于电子技术中的各种陶瓷现代陶瓷分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类,是航天、新能源、新材料、微电子、激光、海洋工程和生物工程等高新技术的重要组成部分和不可缺少的物质基础,也是当前高技术竞争的热点之一。结构陶瓷指用于制造电子元件、器件、部件和电路中基体、外壳、固定件和绝缘零件等陶瓷材料,又称装置瓷。功能陶瓷是利用其特有的电、磁、声、光、热、弹等直接效应及其耦合效应所提供的一种或多种性质来实现特定的使用功能。
电子陶瓷——无机多晶体微观结构上,陶瓷是介乎单晶与玻璃之间的一类物质
● 电子陶瓷的主要化学结合力: 离子键及共价键
●化学组成主要有: 碳、氧化物、氮化物、碳化物以及硼化物等
●电子陶瓷晶相的晶体结构:单质材料主要有石墨和金刚石结构;
AB型化合物主要有NaCl(岩盐)型结构、立方ZnS(闪锌矿)型结构、六方ZnS(纤维锌矿)型结构等;AB2型化合物主要有CaF2(萤石)型结构、TiO2(金红石)型结构等;
A2B3型化合物则以α-Al2O3(刚玉)型结构为代表;ABO3型化合物主要有CaTiO3(钙钛矿)型结构、FeTiO3(钛铁矿)型结构及CaCO3(方解石)型结构;AB2O4型化合物最重要的结构是尖晶石结构,典型材料包括MgAl2O4、MnFe2O4、ZnFe2O4等。
●电子陶瓷晶相的晶体结构:单质材料主要有石墨和金刚石结构;
AB型化合物主要有NaCl(岩盐)型结构、立方ZnS(闪锌矿)型结构、六方ZnS(纤维锌矿)型结构等;AB2型化合物主要有CaF2(萤石)型结构、TiO2(金红石)型结构等;
A2B3型化合物则以α-Al2O3(刚玉)型结构为代表;ABO3型化合物主要有CaTiO3(钙钛矿)型结构、FeTiO3(钛铁矿)型结构及CaCO3(方解石)型结构;AB2O4型化合物最重要的结构是尖晶石结构,典型材料包括MgAl2O4、MnFe2O4、ZnFe2O4等。
资 讯NEWSAdvanced Materials Industry 82新型超材料将有效提升光通信和计算能力
科学家们很早就知道超材料能够操纵诸如可见光之类的电磁波,使其表现
出一些特殊的性能。这些特殊的性能促使了许多技术的突破,例如超高分辨率成
像技术等。现在,马萨诸塞大学洛威尔分校作为研究小组的一部分,正把光操纵
技术引向新的方向。
研究团队包括马萨诸塞大学洛威尔分校、伦敦国王学院、巴黎狄德罗大学和
哈特福德大学,研究小组发明了一种新的超材料,可以通过“调谐”来改变光的颜
色。这项技术使计算机处理器实现片上光通信成为可能,从而带来更小、更快、更
便宜、更省电、带宽更宽、数据存储更好的计算机芯片,同时还可以创建更高效的
光纤通信网络。
马萨诸塞大学洛威尔分校物理与应用物理系教授Prof.Viktor Podolskiy解
释到:“当今的计算机芯片使用电子进行计算,电子非常小,因此是非常理想的
选择。然而,电子的频率却不够快。光是由微小粒子光子组成的,它没有质量。因
此,光子具有提升芯片处理速度的潜力。”通过将电信号转换成光脉冲,片上光通信将取代传统硅芯片的铜线通信。最
终,芯片核与核间的直接通信,以及芯片间的光通信将成为可能。(工业和信息化
部电子第一研究所)
霍斯特中心和弗劳恩霍夫研究所研发全球最长OLED
全球领先创新和研究机构——荷兰霍斯特中心(HolstCentre)和德国弗劳
恩霍夫FEP研究所(FraunhoferFEP)日前宣布,他们已经研发出了全球最长的
OLED,长达15m(49.2英尺)。这一发明或将极大地导致该技术生产成本的下
降,而这也正是一直阻碍OLED作为建筑和普通照明广泛应用光源的一大难点。
荷兰霍斯特中心和弗劳恩霍夫FEP研究所已经尝试了十多年,以完善被称
作卷对卷(R2R)的生产流程,也正是通过这种流程,才有了上述接近50英寸的
OLED产品。
霍斯特中心项目经理Pim Groen表示:“卷对卷生产有望为OLED等柔性