电子材料概论培训课件(共43张PPT)

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下几方面: 1. 温度
2. 压力
3. 湿度 4. 环境中的化学颗粒及尘埃
5. 霉菌和昆虫
6. 辐射
7. 机械因素: 如共振、冲击
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1.2 电子材料的应用与开展动态
为适应电子整机和设备小型化、轻量化、薄型化、 数字化、多功能,现在社会要求电子元器件的开发 生产必须向小型化、高集成化、片式化开展;电子 材料今后将尽可能长适应电子元器件的这些要求。
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内容总结
1。电脑主板=印刷电路板+电子元器件+集成电路。主板=印刷电路板+电子元器件+集成电路+ 微波 发射元件。数码相机主板,数码相机还需要显示系统+光学系统+感光系统。招生方向:主要是陶瓷方 向。招生方向:光学功能材料研究、特种玻璃研究及其工艺学。招生方向:功能薄膜材料与技术、功 能纳米材料。8. 沈阳金属所〔金属及成型方向〕。粒子直径减少到纳米级,外表原子数和比外表积、 外表能都会迅速增加。谢谢观看/欢送下载
新型无机非面向:许多行业,新型水泥、玻璃
、陶瓷、晶体,企业较小,我国产业尚未形成较大规 模。
〔2〕电子材料方向
面向:电子信息产业,电子陶瓷、集成电路、芯片、电 子元器件
企业:主要在广东、长江三角洲,中西部较少, 新型产业、附加值高
〔3〕存在问题
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1.1.1 在国民经济中的地位
电子材料是指与电子工业有关的、在电子学与微电子学中使用的材料, 是制作电子元器件和集成电路的物质根底。
8.
考试科目:普通物理或普通化学或物理化学或固体物理
9.
招生方向:主要是陶瓷方向
10. 3. 上海光机所〔玻璃较强〕
11. 考试科目:硅酸盐物理化学或普通化学或物理化学
12. 招生方向:光学功能材料研究、特种玻璃研究及其工艺学
13.
激光和光学晶体生长技术及其理化特性的研究、薄膜材料
14. 4. 上海微系统与信息技术研究所〔集成电路〕
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粒子直径减少到纳米级,外表原子数和
比外表积、外表能都会迅速增加;处于外表
的原子数增多,使大局部原子的周围〔晶场〕
环境和结合能与大块固体内部原子有很大的
不同:外表原子周围缺少相邻的原子,有许
多悬空键,具有不饱和性质,易与其它原子
相结合,故具有很大的化学活性。
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外表原子数占全部原子数的比例和粒径间的关系
惰性的 Pt纳米微粒化后
Pt黑是活性极好的催化剂
金属纳米微粒后
无金属光泽,对光显示极强的吸收性
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4 宏观量子隧道效应
微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。 近来年,人们发现一些宏观量,例如微颗粒 的磁化强度、量子相干器件中的磁通量以及 电荷等亦具有隧道效应,它们可以穿越宏观系
统的势垒而产生变化
体材料、绝缘材料、压电铁电材料、磁性材料、光 电材料和敏感材料等。
② 按应用领域分:微电子材料、电器材料、电容器材料、
磁性材料光电子材料、压电材料、电声材料等; ➢ 传统电子材料与先进电子材料
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电子材料对环境的要求
电子材料在做成元器件和集成电路之后,还应具备一致
性和稳定性,能够承受各种恶劣的环境。主 要表现在以
招生方向:物理化学16,材料学35,材料加工工程25,腐蚀与防护15
9. 山西煤炭所〔炭材料〕 考试科目:有机化学〔工〕或992物理化学
招生方向:新型炭材料的开发、氧化铝纤维及复合材料
无机氧化物纳米材料的合成及应用聚氨酯复合材料 10. 福建物质结构所〔物质结构〕
考试科目:物理化学B或437固体物理或456普通化学
招生方向:纳米功能材料、功能分子材料物理与化学
膜材料研究、固体光电材料的合成与结构调控 无机非金属材料设计、相图、生长及其性能
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分析:
从中科院材料专业招生来看,新型无机 非金属材料和信息电子材料的研究占有较大 的比例。
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就〔业1〕无机非金属材料
传统无机非面向:建材工业,玻璃、陶瓷、水泥 ,根底产业,企业较大。
4. 计算机技术与电子材料
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谢谢观看/欢送下载
BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
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3 体积效应
当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或 透射深度等物理尺寸相当或更小时,晶体周期性的边界条件被破坏, 导致声、光、磁、热、力等特性呈现新的效应。
纳米铜晶体的自扩散是传统晶体的1016—1019倍
PbTiO3、BaTiO3等典型铁电体纳米化后
顺电体
铁磁性物质〔5nm〕 出现极强的顺磁效应
界面相关效应:纳米铜材的超 塑性〔中科院卢柯〕,纳米粒子 界面中原子的超快扩散能力导 致了纳米铜具有超塑变形的能 力。
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1.2.4 电子材料开展动态
1. 先进电子材料
➢ 纳米材料、仿生智能材料、先进复合材料、生物电子材料等
2. 有机电子材料
➢ 有机导电、压电、光电、磁电等
3. 电子薄膜(主流)
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1.2.3 纳米电子材料
➢ 纳米材料的特征 ➢ 定义:纳米材料是三维空间尺寸中至少有一维处于纳米量级
〔1-100nm〕的尺度范围内或由此作为根本单元构成的材料。 包括:纳米微粒、纳米结构、纳米复合材料;
➢ 纳米效应:外表效应〔界面和外表的悬键〕、量子尺寸效应、体积 效应、宏观量子隧道效应、界面相关效应。
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•限定了磁带、磁盘进行信息存储的时间极限 •确立了现在微电子器件进一步微型化的极限
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5 界面相关效应
由于纳米结构材料中有大量的界面,与单晶材料相比,纳米结构材料
具有反常高的扩散率,它对蠕变、超塑性等力学性能有显著影响;
可以在较低的温度对材料进行有效的掺杂,并可使不混溶金属形成新
的合金相;出现超强度、超硬度、超塑性等
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电脑主板=印刷电路板+电子元器件+集成电路
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电脑主板=印刷电路板+电 子元器件+集成电路
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CPU是集成
电路的一 种
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主板=印刷电路板+电子元器件+集成电路+ 微
波发射元件; 还需要显示器件等
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数码相机主板,数码相机还需要显示系统+光学 系统+感光系统
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1.2.1 现代社会对电子材料的要求
1. 结构与功能相结合:如隐身材料 2. 智能材料:如形状记忆合金、电流变液
3. 减少污染
4. 节省能源
5. 长寿命与可控寿命:长寿命、自行失效
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1.2.2 电子材料的选用原那么
1. 根据元器件性能参数 2. 根据元器件的使用条件 3. 根据元器件工艺特点 4. 按经济原那么
等不同形式的交互作用和转换的非结构材料;
➢ 按组成〔化学作用〕分:
➢ 无机电子材料——以可分为金属材料(以金属键结合〕和非金属材料〔以离 子键和共价键结合〕;
➢ 有机电子材料——主要是指高分子材料〔以共价键和分子键结合〕;
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1.1.2 电子材料的分类
按材料的物理性质和应用领域分: ① 按材料的物理性质分:导电材料、超导材料、半导
集成电路
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下表是中科院招收材料专业硕士的单位
材料科学与工程 材料物理与化学
半导体研究所
研究生院物理科学学院
宁波材料技术与工程研究所
新疆理化技术研究所
上海硅酸盐研究所
合肥物质科学研究院
福建物质结构研究所
上海微系统与信息技术研究所
金属研究所
材料学
兰州化学物理研究所
上海硅酸盐研究所
山西煤炭化学研究所
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6. 理化所〔电子材料〕 考试科目:物理化学B或固体物理或普通物理
招生方向:电子薄膜材料州化学物理所
考试科目:普通物理或物理化学 招生方向:功能薄膜材料与技术、功能纳米材料
聚合物复合材料
8. 沈阳金属所〔金属及成型方向〕
考试科目:大学物理或物理化学或材料力学或量子力学
15.
考试科目:物理化学B或固体物理或普通化学或普通物理
16. 招生方向:化学电源及其材料研究
17. 5. 合肥物质结构所〔纳米科学〕
18. 考试科目:物理化学B或量子力学或普通物理
19.
招生方向:纳米颗粒物理与化学、纳米材料与纳米结构
20.
纳米高分子复合材料、磁性材料研究
21.
有机/无机纳米复合材料、热电材料的制备与物性
➢ 上述五种效应是纳米材料的根本特性,它使纳米粒子和纳米固体呈 现许多奇异的物理性质、化学性质。
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纳米材料的根本单元包括: 零维:纳米尺寸的粒子 一维:纳米粗细尺寸的棒、碳管、线 二维:指空间一维处于纳米尺度,如超薄膜、 多 层膜、超晶格 三维:纳米尺寸晶粒的三维块材料
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1 外表效应
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MP4主板
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硬盘=磁性电子材料+主板〔。。。〕
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液晶显示=发光电子材料+主板〔。。。〕
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1. 无机方向说明
材料科学与工程专业 无机非金属材料领域
无机非金属材料方向 (无机非金属及电子材料)
电子材料领域
陶瓷、玻璃、 水泥、矿物、 晶体、炭材料
信息电子材料; 电子元器件、
材料、能源和信息技术是当前国际公认的新科技革命的三大支柱。 电子材料处于材料科学与工程的最前沿。电子材料的优劣直接影 响电子产品的质量,与电子工业的经济效益有密切关系。
一个国家的电子材料的品种数量和质量,成了一个衡量该国科学 技术、国民经济水平和事国防力量的主要标志。
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材料是现代文明的基石
➢殷景华 主编,功能材料概论,哈尔滨工业大学出版社, 2021 ➢马如璋 主编,功能材料学概论,冶金工业出版社,2006
➢李标荣 等编,无机介电材料,上海科学技术出版社,1986
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前言
电子材料是当前材料科学的一个重要方面,品种多、用途广、 涉及面宽,是制作电子元器件和集成电路的根底,是获得高性能 高可靠先进电子元器件和系统的保证。同时还广泛应用于印制电 路板和微线板、封装用材料、元器件和整机、电信电缆和光纤、 各种显示器及显示板,以及各种控制和显示仪表等等。
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课程性质和任务
重点是说明各类电子材料晶体结构、 电磁特性及影响因素、根本工艺,为 研制电子材料、从事电子材料研究及 器件制备奠定理论根底与实践认知。
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推荐教材及参考书
➢李言荣 主编,电子材料导论,清华大学出版社,2001 ➢贾德昌 等主编,电子材料,哈尔滨工业大学出版社,2000
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2 量子尺寸效应
是指当粒子尺寸下降到某一数值时,费米能级附近的电子 能级由准连续变为离散能级或者能隙变宽的现象。当能级的变
化程度大于热能、光能、电磁能的变化时,导致了纳米微粒磁、 光、声、热、电及超导特性与常规材料有显著的不同。
δ=4Er/3N 例如: 对银微粒而言,d<20nm,Ag纳米颗粒由导体变为非金属绝缘体。
上海光学精密机械研究所
金属研究所
材料加工工程
金属研究所
腐蚀科学与防护
金属研究所
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1. 半导体所〔半导体〕
2.
考试科目:固体物理或半导体物理
3.
招生方向:体、薄膜和微结构半导体材料科学技术
4.
半导体纳米功能材料及其器件应用
5.
宽禁带半导体材料物理与应用
6.
太阳电池制备与性能研究
7. 2. 上海硅酸盐所〔陶瓷较强〕
现代文明 生物技术 信息技术 能源技术 材料科学与工程
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1.1.2 电子材料的分类
➢ 按用途分: ➢ 结构电子材料——是指能承受一定压力和重力,并能保持尺寸和大局部力学性质〔强
度、硬度及韧性等〕稳定的一类材料; ➢ 功能电子材料——是指除强度性能外,还有特殊性能,或能实现光、电、磁、热、力
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