电子信息材料概况
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电子信息材料专业方向介绍电子信息材料是指在微电子、光电子技术和新型电子元器件领域中所用的材料,主要包括微电子材料、光电子材料、传感材料、磁性材料、电子陶瓷材料等,它们支撑着通信、计算机、信息家电和网络技术等现代信息产业及航空、航天、精确制导、灵巧武器等领域的发展。
电子信息材料属于国家高新技术领域,在现代国防、现代经济和国计民生领域起着举足轻重的作用,是多种边缘学科和重大产业的重要支柱,是现代电子学、电子工业、现代信息技术的坚实基础。
微电子材料、光电子材料等功能材料是国家“十五”规划的重点发展方向,也是国际上迅猛发展的领域。
众所周知,以英美联军发起的伊拉克战争仅用20天时间就获得了全面胜利,靠的就是高科技,伊拉克战争实质上是一场材料战和信息战,而电子信息材料在这个领域起着决定性作用。
电子信息材料是发展电子信息产业的先导和基础。
以单晶硅为代表的第一代半导体材料是集成电路产业的基础。
1948年发明了晶体管,1960年集成电路问世,1962年出现第一代半导体激光器,导致了电子技术、光电子技术革命,产生了半导体微电子学与半导体光电子学,有力地推动了计算机、通讯技术发生根本改变。
光电子技术是现代信息技术的基石,21世纪是光电子时代。
以砷化镓、磷化铟等化合物为代表的第二代半导体材料是新型激光器和光探测器用材料。
半导体发光二极管的出现,其意义不亚于爱迪生发明白炽灯。
半导体灯小巧可靠、寿命长,驱动电压低,发光效率高。
它可以发出赤橙黄绿青蓝紫等的全彩色光和白色,它占尽了照明灯、指示灯的全部优点。
半导体光照明的主体材料主要是第二代、第三代半导体材料,特别是第三代半导体材料氮化镓,它是唯一能发出蓝光和白光的材料。
磁性材料、电子陶瓷材料广泛应用于计算机、通信、航空等各个领域,是新型器件的基础材料。
本专业以微电子、光电子及新型元器件用半导体材料和磁性材料为主导。
使学生掌握电子信息材料的基本性能、制备工艺、材料质量与器件性能间关系的基础理论、工程技术、实验技能和研究技能,能在材料科学与工程领域从事科学研究与教学、工程设计、技术开发、技术改造、质量控制及经营管理等方面的工作,培养适应市场经济发展的高层次、高素质、全面发展的科研、教学、工程技术及经营管理人才。
电子信息材料概述来源:世界化工网:电子工业是近20多年来发展速度最快的工业,它已成为一种新型生产力,深入到国民经济、文化教育、国防建设相社会生活的各个领域。
电子工业的发展水平已成为衡量一个国家经济和国防实力的重要标志。
概述随着世界上第一台电子计算机的诞生.标志着世界科学技术进入了一个新时代,即电子信息时代。
与此同时的微电子技术、激光技术、光纤技术、存贮技术等也取得了惊人的发展。
所谓信息材料,就是与信息的获取、传输、存贮、显示及处理有关的材料。
因为信息传递的媒介是电子(或电磁波),所以又称为电子材料。
近年来.信息传递的媒介又增加了光子,使传统的信息传递方式发生了本质的变化,为今后研制更高密度与更高速度的器件展示了广闹的前景。
电子材料是有机电子材料与无机电子材料以及作为电子工业产品、半导体工业产品辅助材料使用的化合物与化工材料的总称。
电子材料作为一个独立品种,其历史尚不足30年。
在60年代以前,电子材料隶属于化学试剂中的高纯试剂、特定品种、新型材料等。
60年代以后,随着电子工业的迅速发展,高性能电子产品不断涌现,对电子材料中杂质的含量以及材料的电磁性能等,提出了更高的要求,与此同时,严品的需求量也大大增加,从而导致电子材料发展成为一个独立的门类。
电子材料的出现和发展,可以促进具有特殊性能元器件的产生和发展,从而推动电子工业的前进。
如锗、硅半导体材料的研制成功,产生了新兴的半导体技术,使电子产品走上了晶体管化、小型化的道路。
随着硅材料纯度的提高以及光刻胶、特种气体、高纯试剂、封装材料等电子化工材料的发展,近十多年来相继出现集成电路、大规模集成电路相超大规模集成电路。
从玻璃电子管到晶体管到集成电路,再到超大规模集成电路,电子器件的更新已经历了四代。
计算机从需要占几个房间的机器系列发展到今天在桌上放置的微型计算机,电视机几个人拾的到今天可挂在路上及故在手举上的微型电视机,变化之快是人们过去所不曾料到的。
特别是近年来随着科学技术的进步,一方面.电子设备和元件等在微型化、高可靠、多功能、节能、价廉等方面取得了一次又一次的进展。
电子信息材料与器件随着科技的不断进步和电子信息领域的迅速发展,电子信息材料与器件成为了现代社会不可或缺的重要组成部分。
本文将从电子信息材料的分类、特性以及常见的器件进行论述,以帮助读者更好地了解这一领域。
一、电子信息材料的分类电子信息材料按其性质和用途可分为导电材料、绝缘材料和半导体材料三大类。
1. 导电材料导电材料具有良好的导电性能,广泛应用于电极、导线等电子元器件中。
常见的导电材料有金属材料,如铜、铝、银等,以及导电聚合物等复合材料。
导电材料通常表现出低电阻、高导电率等特性。
2. 绝缘材料绝缘材料具有良好的绝缘性能,常被用于阻止电流的流动,以保证电子器件的正常工作。
例如,绝缘材料常用于电子线路的绝缘层和外包装中。
传统的绝缘材料包括陶瓷、塑料等。
3. 半导体材料半导体材料是介于导体和绝缘体之间的一类材料。
它具有特殊的导电性质,能够根据外界条件被控制地改变导电性能。
半导体材料被广泛应用于集成电路、发光二极管(LED)、太阳能电池等众多电子器件中。
典型的半导体材料有硅(Si)和锗(Ge)。
二、电子信息材料的特性电子信息材料具有多种特性,下面将介绍其中的几个重要特性。
1. 电阻率电阻率是材料电阻与材料几何尺寸的比值,通常以Ω·m为单位。
电子器件中常使用低电阻率的导电材料,以减小电流的损耗和能量消耗。
2. 热导率热导率是材料传导热量的能力,通常以W/(m·K)为单位。
热导率高的材料可以有效地散热,保证电子器件的稳定性和性能。
3. 介电常数介电常数描述了材料对电场的响应能力。
它决定了绝缘材料的电绝缘性能和介质材料的电容性能。
介电常数越大,材料的绝缘性能越好。
4. 磁导率磁导率是材料磁场响应的能力,它描述了材料对磁场的导磁性能。
磁导率高的材料通常用于电感器件和磁记忆器件等应用中。
三、常见的电子器件电子信息材料与器件密切相关,下面将介绍几种常见的电子器件及其应用。
1. 晶体管晶体管是一种控制电流流动的器件,常用于电子电路的放大和开关控制。
电子信息电子材料的研究和发展一、介绍电子信息电子材料的概念随着电子信息产业的兴起,电子信息电子材料已成为电子信息产业的重要组成部分。
电子信息电子材料是指在电子元器件中扮演载流子的角色或提供阻抗、滤波和功率控制等功能的电子材料。
电子信息电子材料的研究和发展对推进电子信息技术的发展和应用具有重要意义,有助于推动电子信息产业的结构调整和产业优化。
二、电子材料的主要分类1. 半导体材料:半导体材料是一类电导率介于导体和绝缘体之间的材料,晶体硅和砷化镓等属于半导体材料。
半导体材料的研究和发展对于推动集成电路、太阳能电池等技术的发展具有重要意义。
2. 金属材料:金属材料是指在电器中扮演导电、提供外壳保护等角色的材料,如铜、铝、镍等。
金属材料的选择和应用直接影响电器的使用效果和寿命,因此金属材料的研究和发展具有重要意义。
3. 电介质材料:电介质材料是指常用于制作绝缘材料的材料,如二氧化硅、氧化铝等。
电介质材料的研究和发展对于推动电力设备的发展具有重要意义。
4. 磁性材料:磁性材料是指在电子设备中扮演编码和储存信息等角色的材料,如铁、镍等。
磁性材料的研究和发展对于推动计算机存储技术的发展具有重要意义。
三、电子材料的研究和发展方向1. 先进制备技术:随着电子信息产业的发展,对材料的制备技术和制备效率的要求越来越高。
未来电子材料的制备技术将更加注重制备过程的精准控制和质量的一致性。
2. 多功能材料的应用研究:未来将逐渐发展一种既有高电阻特性又有磁阻、压阻、电荷控制等多种功能的材料。
3. 绿色环保材料:未来电子材料的研究将注重绿色环保材料的研发,例如可生物降解的高分子材料等,这样既可有效的提高使用寿命,又有利于环保健康。
4. 生物电子材料:未来或将更加注重采用生物电子材料,将生物与电子技术相融合,为疾病诊断与治疗提供新的手段。
四、电子材料的应用及其意义电子材料的应用涉及众多领域,例如人工智能、物联网、智慧城市、电子商务等。
电子信息材料的研究与开发电子信息材料是指用于制造电子器件、器材、系统等的各种材料。
随着电子技术的不断发展,电子信息材料的研究和开发也逐渐成为了一个重要的领域。
本文将从以下几个方面探讨电子信息材料的研究与开发。
一、电子信息材料的种类及特点电子信息材料可以分为有机材料、无机材料和复合材料等多种类型。
其中,有机材料主要指有机高分子材料,如聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯等;无机材料主要指单晶体材料、玻璃材料、陶瓷材料等;而复合材料则是由两种或两种以上的基本材料组合而成的。
不同种类的电子信息材料具有不同的特点和应用场合。
例如,有机材料具有导电性好、柔性好、成本低等特点,适用于大面积的柔性显示器、灵活传感器等;而无机材料则具有高温稳定性好、硬度高等特点,适用于高性能电子器件、高功率照明设备等。
二、电子信息材料的研究方向随着物理学、化学、材料科学等学科的发展,电子信息材料的研究领域也逐渐扩大。
目前,主要的研究方向包括以下几个方面:1. 研发新型电子信息材料,以满足新型电子器件的需求。
例如,近年来,人工晶体材料的研究在激光器、光纤通信、太阳能电池等领域得到了广泛应用。
2. 提高现有电子信息材料的性能,以适应新型电子器件的需求。
例如,磁性材料的研究目前主要集中在提高替换磁体、磁存储材料等的性能。
3. 研究电子信息材料的结构、性质及其制备工艺,以提高制备工艺的效率和质量。
例如,有机电子材料的制备工艺控制对于获得高性能有机电子器件至关重要。
三、电子信息材料的应用领域电子信息材料的应用领域涉及到电子器件、太阳能电池、光电器件、磁存储器件等领域。
其中,最广泛应用的是电子器件,如半导体元件、电容器、电阻器、电感器、振荡器等常用元件。
太阳能电池则是一个重要的新兴应用领域,它采用一种光电效应将阳光转化为电能,具有环保、能源富足等优点。
光电器件也是一种非常重要的应用领域,如光电二极管、光电探测器、激光器等。
磁存储器件也是一种具有广泛应用的电子器件,主要包括硬盘、磁带、磁盘等,它们的储存能力和读写速度决定了各种计算机和储存设备的性能。
电子信息材料知识点总结1. 电子元器件材料电子元器件是电子设备的核心组成部分,它用于控制电子信号的流动和转换,从而实现各种功能。
电子元器件材料是电子元器件的基础材料,它直接影响到电子元器件的性能和可靠性。
常见的电子元器件材料包括导体、绝缘体、半导体等。
(1)导体材料导体是能够允许电子自由流动的材料,它在电子元器件中用于传输电流。
常见的导体材料包括铜、铝、金等金属材料,它们具有良好的导电性能和机械性能,适合用于制造导线、电极、接线等部件。
(2)绝缘体材料绝缘体是对电子具有很强阻止作用的材料,它在电子元器件中用于隔离电路和保护电子设备。
常见的绝缘体材料包括二氧化硅、氧化铝、聚合物等,它们具有良好的绝缘性能和耐高温性能,适合用于制造绝缘层、密封件、外壳等部件。
(3)半导体材料半导体是介于导体和绝缘体之间的材料,它在电子元器件中用于制造晶体管、二极管、集成电路等部件。
常见的半导体材料包括硅、锗、砷化镓等,它们具有良好的半导体性能和光电性能,适合用于制造各种电子器件。
2. 半导体材料半导体材料是一类具有半导体性能的材料,它在电子领域中具有重要应用价值。
半导体材料的性能直接决定了电子器件的性能和功能,因此对其进行深入研究具有重要意义。
(1)硅材料硅是一种常见的半导体材料,它在电子器件制造中占据着重要地位。
硅材料具有良好的稳定性、加工性和可靠性,适合用于制造各种集成电路、光伏电池、振荡器等器件。
(2)化合物半导体材料化合物半导体材料是由两种或多种元素化合而成的半导体材料,它具有比硅更优秀的性能和应用潜力。
常见的化合物半导体材料包括砷化镓、硒化锌、氮化镓等,它们在光电子器件、微波器件、光伏器件等领域中有着广泛的应用。
(3)有机半导体材料有机半导体材料是一类新型的半导体材料,它具有良好的柔韧性、可加工性和低成本性,因此在柔性电子器件、有机光电子器件等领域中备受青睐。
常见的有机半导体材料包括聚合物、小分子有机物等,它们在柔性显示器、柔性传感器、有机太阳能电池等领域中有着广泛的应用。
电子信息材料调研报告《电子信息材料调研报告》一、调研目的本次调研旨在了解电子信息材料的最新发展趋势、市场需求和技术进展,以便公司未来在该领域的产品研发和市场营销策略制定提供参考。
二、调研内容1. 电子信息材料的定义和分类2. 电子信息材料的制备技术和工艺3. 电子信息材料在电子产品中的应用情况4. 电子信息材料的市场需求与发展趋势5. 目前电子信息材料领域的竞争格局和主要企业情况6. 电子信息材料的环保和可持续发展问题三、调研方法1. 阅读相关行业报告和新闻资讯2. 专家访谈和座谈会3. 实地走访电子信息材料生产企业4. 参加相关行业展会和研讨会四、调研结论1. 电子信息材料是指在电子器件、电子元件及微电子器件中用作功能性材料的材料,主要包括半导体材料、导电材料、绝缘材料等。
这些材料在电子产品的制造过程中起着至关重要的作用,牵扯到材料的性能、稳定性和环保性等方面。
2. 目前,电子信息材料的制备技术和工艺在不断创新和发展,其中新型材料、纳米材料和功能性材料的研发尤为引人关注。
这些材料的特殊性能能够为电子产品的功能提供更多的可能性。
3. 电子信息材料在智能手机、平板电脑、电视、电脑、汽车电子、物联网、人工智能等领域的应用需求仍旧旺盛,并且随着电子产品的功能日益复杂和精密化,对材料的要求也越来越高。
4. 目前电子信息材料领域的竞争格局较为激烈,行业内企业层出不穷。
优质的产品和服务将是企业脱颖而出的关键。
五、建议1. 公司应加强与电子信息材料生产企业的合作,争取跟进领先的制备技术和工艺,确保产品质量和性能。
2. 公司应加大新型材料、纳米材料和功能性材料的研发投入,以抢占市场先机。
3. 公司应关注环保和可持续发展问题,推动电子信息材料的绿色制造和应用。
六、总结电子信息材料是电子产品的基础和核心材料,随着科技的发展和市场需求的变化,电子信息材料领域也在不断创新和进步。
公司应及时调整战略,与时俱进,抓住机遇,迎接挑战。
电子信息材料电子信息材料是指用于电子器件和电子产品中的各种材料,包括导电材料、绝缘材料、半导体材料、磁性材料等。
这些材料在电子领域中起着至关重要的作用,影响着电子产品的性能和稳定性。
在现代社会中,电子产品已经渗透到了人们的生活的方方面面,因此电子信息材料的研究和应用也日益受到重视。
首先,导电材料是电子信息材料中的重要组成部分。
导电材料具有良好的导电性能,能够有效地传递电子,是电子器件中不可或缺的材料。
常见的导电材料包括金属材料、导电聚合物材料等。
金属材料具有优异的导电性能和机械性能,广泛应用于电子器件的导电电极和连接线中。
而导电聚合物材料则因其轻质、柔韧性好等特点,在柔性电子产品中得到了广泛应用。
其次,绝缘材料也是电子信息材料中不可或缺的一部分。
绝缘材料具有良好的绝缘性能,能够有效地阻止电子的流动,保护电子器件的正常工作。
常见的绝缘材料包括氧化铝、氧化硅、聚四氟乙烯等。
这些材料在电子产品中起着关键的作用,能够有效地防止电子器件之间的短路和漏电现象。
此外,半导体材料也是电子信息材料中的重要组成部分。
半导体材料具有介于导体和绝缘体之间的导电性能,是制造电子器件中最为重要的材料之一。
常见的半导体材料包括硅、锗等。
这些材料在集成电路、光电器件等领域有着广泛的应用,是现代电子工业的基石。
最后,磁性材料也是电子信息材料中不可或缺的一部分。
磁性材料具有良好的磁性能,能够在电子产品中起着存储、传感等重要作用。
常见的磁性材料包括铁氧体、钕铁硼等。
这些材料在电子产品中的应用范围非常广泛,如硬盘、电动机、传感器等领域都离不开磁性材料的支持。
综上所述,电子信息材料在现代电子工业中扮演着不可替代的角色。
各种类型的电子信息材料相互配合,共同构成了电子产品的基础,推动着电子科技的不断发展。
随着科技的不断进步,电子信息材料的研究和应用也将会迎来更加广阔的发展空间,为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
电子信息功能材料的制备及其应用电子信息技术的发展带来了许多很好的产物,如手机、电视、电子书等等。
这些产品的问世离不开电子信息功能材料。
电子信息功能材料是用于电子信息技术领域的材料,其主要特点就是能够传播电子信息并有较高的敏感度。
本文将会探讨电子信息功能材料的制备及其应用。
一、电子信息功能材料的制备电子信息功能材料主要包括半导体、导电材料和光电材料等。
这些材料的制备过程相对复杂但是又十分重要。
1. 半导体材料的制备半导体材料是指在室温下电阻率介于导体和绝缘体之间的材料,被广泛应用在电子器件中。
制备半导体材料的方法包括化学气相沉积、物理气相沉积和分子束外延等。
在化学气相沉积方法中,化学反应生成的气相组分在真空中沉积在半导体表面,形成所需要的薄膜。
物理气相沉积方法包括溅射沉积和电子束蒸发。
分子束外延方法是将半导体单晶作为衬底,通过高纯度的分子束沉积生长出所需要的材料。
2. 导电材料的制备导电材料主要指金属材料,其电阻率极低,能够传送电荷。
制备导电材料的方法主要是电化学沉积和物理气相沉积。
电化学沉积方法是利用化学还原等方法,在电极表面沉积材料。
物理气相沉积方法也是沉积材料在材料上,但是不涉及化学反应。
3. 光电材料的制备光电材料是能够将光能转化为电能或者将电能转化为光能的材料。
制备光电材料的方法主要是溶剂热法、电化学沉积和溶胶-凝胶法等。
在溶剂热法中,通过低温高压的方式,将材料溶解在溶液中,通过热力学作用在合适条件下沉积材料到衬底表面。
电化学沉积和前面所说的电化学沉积一样,利用电极上的电位差和电解质中的离子将材料在电极中沉积出来。
溶胶-凝胶法是将材料分散在溶液中,通过控制溶胶与凝胶相互转化来制备目标材料。
二、电子信息功能材料的应用电子信息功能材料因为其特殊的性质,在电子设备中扮演着重要的角色。
下面将会分别介绍导电材料、光电材料和半导体材料的应用。
1. 导电材料的应用导电材料被广泛应用在电路板、触摸屏等器件中。
智能1601 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。
一、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和GaAs的宽禁带半导体材料,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、抗辐射能力强等优越性质,第3代半导体器件不仅能在更高的温度下稳定运行,而且在高电压、高频率状态下更为可靠,此外还能以较少的电能消耗,获得更高的运行能力。
电子信息材料
电子信息材料是指在微电子、光电子技术和新型元器件基础产品领域中所用的材料,主要包括单晶硅为代表的半导体微电子材料;激光晶体为代表的光电子材料;介质陶瓷和热敏陶瓷为代表的电子陶瓷材料;钕铁硼(NdFeB)永磁材料为代表的磁性材料;光纤通信材料;磁存储和光盘存储为主的数据存储材料;压电晶体与薄膜材料;贮氢材料和锂离子嵌入材料为代表的绿色电池材料等。
这些基础材料及其产品支撑着通信、计算机、信息家电与网络技术等现代信息产业的发展。
电子信息材料的总体发展趋势是向着大尺寸、高均匀性、高完整性、以及薄膜化、多功能化和集成化方向发展。
当前的研究热点和技术前沿包括柔性晶体管、光子晶体、SiC、GaN、Z nSe等宽禁带半导体材料为代表的第三代半导体材料、有机显示材料以及各种纳米电子材料等。
电子信息材料及产品支撑着现代通信、计算机、信息网络技术、微机械智能系统、工业自动化和家电等现代高技术产业。
电子信息材料产业的发展规模和技术水平,已经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,在国民经济中具有重要战略地位,是科技创新和国际竞争最为激烈的材料领域。
电子信息材料元器件
随着电子学向光电子学、光子学迈进,微电子材料在未来10-15年仍是最基本的信息材料,光电子材料、光子材料将成为发展最快和最有前途的信息材料。
电子、光电子功能单晶将向着大尺寸、高均匀性、晶格高完整性以及元器件向薄膜化、多功能化、片式化、超高集成度和低能耗方向发展。
一、集成电路和半导体器件用材料由单片集成向系统集成发展。
微电子技术发展的主要途径是通过不断缩小器件的特征尺寸,增加芯片面积以提高集成度和信息处理速度,由单片集成向系统集成发展。
1.Si、GaAs、InP等半导体单晶材料向着大尺寸、高均质、晶格高完整性方向发展。
椎8英吋硅芯片是目前国际的主流产品,椎12英吋芯片已开始上市,GaAs芯片椎4英吋已进入大批量生产阶段,并且正在向椎6英吋生产线过渡;对单晶电阻率的均匀性、杂质含量、微缺陷、位错密度、芯片平整度、表面洁净度等都提出了更加苛刻的要求。
2.在以Si、GaAs为代表的第一代、第二代半导体材料继续发展的同时,加速发展第三代半导体材料———宽禁带半导体材料SiC、GaN、ZnSe、金刚石材料和用SiGe/Si、SOI等新型硅基材料大幅度提高原有硅集成电路的性能是未来半导体材料的重要发展方向。
3.继经典半导体的同质结、异质结之后,基于量子阱、量子线、量子点的器件设计、制造和集成技术在未来5-15年间,将在信息材料和元器件制造中占据主导地位,分子束外延MBE 和金属有机化合物化学汽相外延MOCVD技术将得到进一步发展和更加广泛的应用。
4.高纯化学试剂和特种电子气体的纯度要求将分别达到lppb-0.1ppb和6N级以上,0.5μm 以上的杂质颗粒必须控制在5个/毫升以下,金属杂质含量控制在ppt级,并将开发替代有毒气体的新品种电子气体。
二、光电子材料向纳米结构、非均值、非线性和非平衡态发展。
光电集成将是21世纪光电子技术发展的一个重要方向。
光电子材料是发展光电信息技术的先导和基础。
材料尺度逐步低维化———由体材料向薄层、超薄层和纳米结构材料的方向发展,材料系统由均质到非均质、工作特性由线性向非线性,由平衡态向非平衡态发展是其最明显的特征。
发展重点将主要集中在激光材料、红外探测器材料、液晶显示材料、高亮度发光二极管材料、光纤材料。
1.激光晶体材料:向着大尺寸、高功率、LD泵浦、宽带可调谐以及新波长、多功能应用方向发展。
2.红外探测器材料:大面积高均匀性HgCdTe外延薄膜及大尺寸ZnCdTe衬底材料仍是2010年前红外探测器所用的主要材料。
3.液晶材料:研究发展超扭曲向列型 STN 和薄膜晶体管型 TFT 显示器所用混合液晶,提高性能,降低成本。
4.高亮度发光二极管材料:继规模生产发红、橙、黄色的GaAs基、GaP基外延材料之后,拓宽发光波段,开发发蓝光的GaN基、ZnSe基外延材料将成为研究热点。
5.光纤材料:光纤材料总体发展趋势是向着不断扩展通信容量,降低损耗,增加传输距离,降低色散,提高带宽,抑制非线性效应,实现密集波分复用以及高灵敏度传感方向发展。
光纤预制棒的生产制造由单一工艺 LCVD、PCVD、OVD和VAD 向着混合工艺方向发展,不断增大预制棒尺寸单棒拉丝长度。
三、新型电子元器件用材料主要向小型化、片式化方向发展。
磁性材料、电子陶瓷材料、压电晶体管材料、绿色电池和材料、信息传感材料和高性能封装材料等将成为发展的重点。
1.磁性材料。
从总体上说,永磁材料正在向着高磁能积、高矫顽力、高剩磁方向发展,NdF eB永磁合金最大磁能积已达52MGOe;软磁材料正在向着高饱和磁通密度、高磁导率、低磁损耗、低矫顽力、高截止频率方向发展,正在开发的纳米微晶软磁合金磁导率高达100000H /m,饱和磁感应强度可达1.3T。
磁记录器的高密度、低噪音、小型化,要求磁粉的颗粒尺寸由微米向亚微米、纳米方向发展,且颗粒尺寸分布要尽可能窄。
磁记录设备和介质在计算机存储领域仍占据绝对优势。
据报道,1998年硬盘的年销售量为1.45亿台,年销售收入300.8亿美元,2002年增长到2.53亿台,销售收入达到503.2亿美元;传统软盘的销量在逐年下降,但软盘驱动器年销量仍在l亿台左右,软盘近20亿片;大容量软盘的需求呈迅速增长的趋势,1999年大容量软盘驱动器需求为2100万台,盘片数亿片。
世界磁粉年销售近10万吨,产值约10亿美元。
由于高密度软盘和数字磁带的发展,近年来对高性能金属磁粉的需求明显增加。
2.电子陶瓷材料。
世界各著名大公司加大了对新材料、新品种、新技术、新工艺、新装备的投资力度。
日本TDK和京都陶瓷公司的研究开发费为2.93亿美元和2郾3亿美元,分别占销售额的5%和3%;美国AMP公司开发费为5.79亿美元,占销售额的10.6%;大规模生产,正在迅速将传统的陶瓷组件和复合元器件全面推向片式化、小型化,大幅度提高了产品的性能,降低了制造成本。
3.绿色电池用材料。
高比能、长寿命、小型化、轻型化、无毒污染的绿色电池的需求快速增长,需要大力发展高性能的镍氢电池、锂离子电池用的MH合金、Ni OH 2以及LiCo02、Li Mn2O4和MCMB等电极材料。
4.信息传感材料。
信息传感材料是具有信息获取、转换功能的材料,包括多种半导体、功能
陶瓷、功能高分子和光纤材料。
与早期的机械结构和电气结构型传感器相比,体积小、生产成本低。
设计、合成具有新的物理、化学敏感功能,特别是具有生物和复合功能的新材料,进一步提高材料的敏感度和反应滞后及恢复速度,是追求的主要目标。