介电材料最终版
常用工程材料最终
高分子复合材料广泛应用于建筑、汽 车、航空航天、电子等领域，可以提 高材料的强度、硬度、耐磨性、耐腐 蚀性等性能。
高分子复合材料的制备方法包括物理 和化学方法，如共混、增强、交联等。
高分子纳米材料
高分子纳米材料是一种新型的纳米级材料，具有尺寸小、比表面积大、 表面效应显著等特点。
高分子纳米材料的制备方法包括自组装、模板合成、化学气相沉积等。
碳纤维复合材料具有高强度、 高刚性、轻量化的特点，广泛 应用于航空、航天、汽车、体 育器材等领域。
碳纤维复合材料的缺点是制造 成本较高，加工难度较大。
树脂基复合材料
树脂基复合材料是以树脂为基体，加入增强材料、填料、颜料等经过加工而成的复 合材料。
树脂基复合材料具有轻量、高强度、高耐久性的特点，广泛应用于建筑、汽车、船 舶等领域。
等领域。
高分子合成材料的种类繁多，包 括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等 塑料，以及合成橡胶和合成纤维
等。
高分子合成材料的生产过程中需 要使用聚合反应，通过控制反应 条件和添加各种添加剂来调节材
料的性能。
高分子复合材料
高分子复合材料是由两种或两种以上 材料组成的新型材料，通过将不同的 材料组合在一起，可以发挥各自的优 势，提高材料的综合性能。
导电材料
导电材料
用于传输电流，导电材料应具有较低的电阻和较高的电导率。
导电材料的种类
包括金属、石墨烯、导电聚合物等。这些材料广泛应用于电线电缆、 电池、电磁屏蔽等领域。
导电材料的性能要求
需要具有良好的导电性能、机械性能、化学稳定性和环境适应性。
磁性材料
磁性材料
01
用于产生磁场或受到磁场作用，磁性材料应具有较高的磁导率
应用领域
印刷电路板基材简介(CCL)
树脂——Resin
树脂分类：
1. 应用于单/双面硬板及多层板 主要包括酚醛树脂(Phenolic)、环氧树脂(Epoxy)、聚苯醚(PPO)、 双顺丁烯二酸酰亚胺/三嗪树脂(BT Triazine and/or Bismaleimide)、 聚酰亚胺(Polyimide)、氰酸酯(Cyanate Ester)
基材分类及应用
3. FR-4基材
通指玻璃布基含浸环氧树脂的基材。 白料：Di-functional，Tg约125C，电气性能、机械性能较弱，正逐渐被 淘汰。 黄料：Multi-functional，Tg约135C，广泛应用在民用电子设备上。 High Tg：Tg超过145C以上的FR-4一般称为High Tg，其可靠性较普通Tg 的材料高。 改性FR-4：在常规FR-4树脂的基础上通过改变配方或添加填充剂的方法 实现更高的电气性能、机械性能及可靠性。在考虑成本的前提下，可提 供用于较高端的产品。 另外，使用其他类型树脂的材料通常都混合一定比例的环氧树脂以改善 加工性。
1.FR-4 几乎所有的基材制造商均生产FR-4基材。
构成FR-4基材的主要是环氧树脂和玻璃布。
几乎所有的线路板生产厂商都大量使用FR-4基材，其生产线的设计大 多以FR-4为目标，因此许多基材均以FR-4为基准进行比较，来判断其 特性、可靠性及加工性。
2.BT
目前应用较广泛的BT基材包括Polyclad的GI-180、Nelco的N5000、Isola的G200等。 树脂当中的“B”和“T”的比例能够随意地调整，当B：T=1：9时，BT的固化 温度接近于FR-4；当其比例大于1：9时，其Tg将随之上升，可达到250C以上。 BT基材一般呈棕黑色，硬度很高，由于树脂的浸润性较差，因此基材的席纹现象 比较明显。 与FR-4基材相比，BT的优点是Anti-CAF，具有良好的抗铜离子迁移能力，制板在 恶劣的环境下仍然保持良好的电气性能。 BT的介电常数比FR-4低。 BT的应用主要是BGA载板，及部分低端通讯基站。
铁电功能材料最终版
典型化合物： BaTiO3 ， CaTiO3 ， SrTiO3 ， PbTiO3 ，
ZnTiO3 ， BaZrO3 ， PbZrO3 等
b 复合钙钛矿结构化合物 （A1 x1 A2x2）（B1y1B2y2）O3型
B2离子：高价阳离子，如Ti4+，Nb5+，Ta5+，W6+ 等
A位变化形成的化合物：
(A1+2A2+2)TiO3型
(Sr,Ba)TiO3 (Sr,Ba)ZrO3
(Mg,Zn)TiO3
(A+11/2A+31/2)TiO3型 (Na1/2Bi1/2)TiO3
(Sr,Pb)ZrO3
(K1/2Bi1/2)TiO3
三、铁电功能材料
介电材料
电介质功能材料
压电材料 铁电材料 敏感电介质材料
电 功 能 材 料
电导体功能材料
导电材料 快离子导体 电阻材料 超导电体
铁电功能材料
铁电体(ferroelectrics)是电介质的一个亚 类,其基本特征是具有自发电极化并且这种 电极化可以在外电场作用下改变方向。由 于自身结构的原因，铁电体同时具有压电 性和热释电性，此外一些铁电晶体还具有 非线性光学效应、电光效应、声光效应、 光折变效应等。铁电体这些性质使它们可 以将声、光、电、热效应互相联系起来， 成为一类重要的功能材料。
晶粒尺寸对BT介电常数的影响
弛豫铁电陶瓷
ferroelectric ceramics
LED外延结构及材料特性分析_最终版
界面 特性好
不同的衬底材料，需 要不同的外延生长技 术、芯片加工技术和
器件封装技术。
化学稳 定性好
大尺寸
衬底材料的选择
热学 性能好
价格 低廉
10
机械 性能好
光学 性能好
导电 性好
主要因素
（1）衬底与外延膜的晶格匹配 衬底材料和外延膜晶格匹配很重要。晶格匹配包含二个内容：外延
生长面内的晶格匹配，即在生长界面所在平面的某一方向上衬底与外延膜 的匹配；沿衬底表面法线方向上的匹配。 （2）衬底与外延膜的热膨胀系数匹配
红黄光 LED
LPE
GaP外延层 565-700nm
VPE MOCVD
GaAsP外延层 630-650nm AlInGaP外延层
优点：解决了GaAs衬底吸光的缺点。 缺点：晶格失配，需要利用缓冲层来生长InGaP和AlGaInP结构。
20
缓冲层、局限层
21
GaN基本结构特征
Ⅲ-Ⅴ化合物半导体原子的成键通常以sp3电子杂化形成的四度配位构型， GaN半导体也不例外，即以四面体结构(tetrahedron)为基本结构单元，这种 晶体结构通常有两种，即纤锌矿(WZ)和闪锌矿(ZB)结构。
LED外延结构及材料特性分析
技术工程部
汇报人：邢星 时间：2010.11.11
1
LED结构分析 大纲
介电峰值温度和居里温度
介电峰值温度和居里温度1. 介电峰值温度的概念和意义介电峰值温度（Curie temperature）是指在一定温度下，材料的介电常数达到峰值的温度。
在低于介电峰值温度的温度下，材料的介电常数随温度的升高而增加，而在高于介电峰值温度的温度下，材料的介电常数随温度的升高而减小。
介电峰值温度对于材料的应用具有重要的意义。
介电峰值温度与材料的结构和组成有关。
当材料的结构和组成发生变化时，介电峰值温度也会发生变化。
因此，通过研究材料的介电峰值温度，可以了解材料的结构和组成，并为材料的设计和应用提供指导。
2. 居里温度的概念和意义居里温度（Curie temperature）是指在一定温度下，铁磁材料的磁化强度随温度的升高而减小，最终消失的温度。
居里温度是铁磁材料由铁磁相向顺磁相转变的临界温度。
居里温度对于铁磁材料的应用具有重要的意义。
在低于居里温度的温度下，铁磁材料具有强磁性，可以用于制造磁体、磁存储器等设备。
而在高于居里温度的温度下，铁磁材料失去了磁性，可以用于制造电感器、变压器等设备。
3. 介电峰值温度和居里温度的关系介电峰值温度和居里温度都是材料性质的重要参数，它们之间存在一定的关系。
首先，介电峰值温度和居里温度都是材料的临界温度。
介电峰值温度是材料的介电常数达到峰值的温度，而居里温度是铁磁材料的磁化强度消失的温度。
这两个临界温度都是材料性质发生变化的温度点。
其次，介电峰值温度和居里温度都与材料的结构和组成有关。
材料的结构和组成的变化会导致介电峰值温度和居里温度的变化。
例如，通过改变材料的晶格结构或掺杂其他元素，可以调控材料的介电峰值温度和居里温度。
最后，介电峰值温度和居里温度对材料的应用具有重要的指导意义。
通过研究材料的介电峰值温度和居里温度，可以选择合适的材料用于不同的应用领域。
例如，在设计电容器或介电材料时，需要选择具有较高介电峰值温度的材料，以提高材料的性能和稳定性。
而在设计磁性材料或器件时，需要选择具有合适居里温度的铁磁材料，以确保材料在所需温度范围内具有良好的磁性能。
介电常数
4～5
矿石
25～30
奶粉
1.8～2.2
水泥
4～6
丙酮
20～30
汽油
1.9
甲醚
5
甲醇
30
环乙醇
2
异氰酸脂
7.5
甘油
37
柴油
2.1
丁醇
11
2．常见物质介电常数表
2材料
介电常数
材料
介电常数
材料
介电常数
ABS颗粒
1.5~2.5
环氧树脂
2.5~6.0
氯化钾
4.6
丙酮
19.5~20
乙醇
24
PVC粉末
1.4
丙烯酸树脂糖3Fra bibliotek氯化钙
11.8
盐酸
4~12
硫酸
84
硫酸钙
5.6
氧化铁
14.2
甲苯，液体
2.0~2.4
二氧化碳
1.6
液氮
1.4
尿烷
6.5~7.1
水泥
1.5~2.1
煤油
2.8
植物油
2.5~3.5
氯水
2
矿物油
2.1
玉米废渣
2.3~2.6
煤粉
1.2~1.8
尼龙
4~5
小麦粉
2.2~2.6
变压器油
2.2~2.4
油漆
5~8
二甲苯，液体
1．常见物质介电常数表
1介质名称
介电常数
介质名称
介电常数
介质名称
介电常数
空气
1
干燥煤粉
2.2
湿沙
15～20
聚苯乙烯颗粒
1.05～1.5
材料的介电性能
外电场作用下，负离子和正离子相对于它们的正常位置发
生位移，形成一个感生偶极矩。
➢ ①反应时间为10-13S
➢ ②可逆;
➢ ③温度升高，极化增强；
➢ ④产生于离子结构电介质中
离子位移极化率：
a
a3 4
n1
0
式中：a为晶格常数；n为电子层斥力指数， 对于离子晶体n
为7-11
（3）驰豫极化
外加电场作用于弱束缚荷电粒子造成，与带 电质点的热运动密切相关。热运动使这些质点 分布混乱，而电场使它们有序分布，平衡时建 立了极化状态。为非可逆过程。
损耗角正切的倒数Q就表示电介质的品质因数，希望它的值高。
（3）频率的影响
εr，tgδ，p与ω的关系
• 在 m下，损耗角正切值达最大值，即可得
m
1
rs
（2）温度的影响
εr、tgδ、P与T的关系
（3）湿度的影响
介质吸潮后，介电常数会增加，但比电导的增 加要慢，由于电导损耗增大以及松驰极化损耗 增加，而使tgδ增大。 对于极性电介质或多孔材料来说，这种影响特 别突出，如，纸内水分含量从4％增加到10％ 时，其tgδ可增加100倍。
离子转向极原子种类和键合类型空间电荷极化面缺陷22极化形式极化的电介质种类极化的频率范围与温度的关能量消耗电子位移极一切陶瓷直流光离子结构直流红温度升高极化增强很弱离子松弛极离子不紧密的材料直流超高频随温度变化有极大值电子位移松弛极化高价金属氧直流超高频随温度变化有极大值转向极化有机直流超高频随温度变化有极大值结构不均匀的材料直流高随温度升高而减小23613宏观极化强度和微观极化率的关系1有效电场
在物理阻碍：晶界，相界， 自由表面，缺陷等处，自由电 荷积聚就可形成空间电荷极化。 在夹层、气泡处形成的称为界 面极化。
开关插座规范技术要求最终版
开关插座规范技术要求最终版开关插座是人们生活中不可或缺的电气用品。
为了确保人们的生活安全和电器设备的正常使用，对开关插座的规范技术要求进行了制定。
本文将对开关插座的规范技术要求进行探讨，以确保产品的质量和安全性。
一、外观要求开关插座的外观应该整洁、美观，并且没有任何明显的缺陷。
表面应均匀光滑，没有凹凸不平或划痕等瑕疵。
产品上的图案、文字应清晰、无扩散，不易褪色。
开关板和插座面板之间的连接位置应紧密，不应出现松动或者毛刺。
二、材料要求开关插座壳体的材料应具有足够的耐热性、耐磨性和阻燃性能。
壳体材料不应含有有害物质，如铅、汞等重金属。
绝缘材料应具有良好的绝缘性能和防火性能，以确保电器设备的安全使用和防止火灾的发生。
三、电气性能要求1.额定电流和额定电压：开关插座的额定电流和额定电压应符合国家相关标准的规定。
在正常使用条件下，插座能够正常承受额定电流和额定电压的负荷，不会出现过热、漏电等问题。
2.绝缘电阻和介电强度：开关插座的绝缘电阻应符合相关标准的要求，以确保插座在潮湿环境下也能正常工作。
插座的介电强度应能够承受一定的电压，不会发生击穿、漏电等现象。
3.接触电阻：开关插座的接触电阻应控制在合理的范围内，以确保插头在插入插座时能够稳定地接触并导电。
4.动作次数：开关插座的开关部件应能够承受一定的动作次数，保证长时间使用不会出现松动、接触不良等问题。
5.耐温性能：开关插座应具备一定的耐高温性能，以防止短路、火灾等事故的发生。
四、安全要求1.防触电保护：开关插座应具备防触电保护功能，插入插头时应能够阻止人体接触到插头的触电部分。
2.阻燃性能：开关插座应采用阻燃材料制作，以防止火灾的发生。
3.过载保护：开关插座应具备过载保护功能，在电器设备负荷过大时能够自动切断电源，防止过热、漏电等危险。
4.防水防潮：开关插座应具备良好的防水防潮性能，以确保在潮湿环境下也能正常工作。
以上是开关插座规范技术要求的一些基本要求和指标，通过合理的设计和可靠的生产工艺，可以保证开关插座的质量和安全性。
Basicflow中最终版
Format can be verilog, db, ddc
Replaces: read_verilog –netlist orca.v current_design ORCA_TOP uniquify link save_mw_cel –as ORCA_TOP
1- 17
时序约束
“时序约束”是用来把对设计的时序要求传达给 IC Compiler
1- 3
General IC Compiler Flow
Synthesis
Design Setup Design Planning
place_opt clock_opt route_opt Chip Finishing
Unit 1 Unit 2 Unit 3 Unit 4 Unit 5 Unit 6
你可以指定到哪些路径下寻找文件：
lappend search_path ./design_data ../scripts lappend search_path [glob $MW_libs/*/LM]
以上路径供IC Compiler用来读入或者找到文件
1- 14
目标库
与link_library 和search_path变量一样，你需 要定义用于映射和逻辑优化的逻辑库：
应与逻辑综合用的是同一个时序约束文件（SDC）
read_sdc timing_constraints.sdc
SDC = Synopsys Design Constraints
create_clock –period 10 [get_ports clk] set_input_delay 4 –clock clk \
check_physical_constraints
高频低介电材料
高频低介电材料
1.无机陶瓷材料：无机陶瓷材料具有优异的高频性能，例如氧化铝、氮化硼、氮化铝等。
它们具有低介电常数、低损耗和良好的热稳定性，适用于高频电子器件和射频通信系统。
2.聚合物材料：聚合物材料是一种结构松散、分子链可自由转动的有机物质，具有较低的介电常数和损耗。
例如聚四氟乙烯（PTFE）、聚酰亚胺（PI）、聚苯硫醚（PPS）等，它们被广泛应用于高频电路板、天线和射频连接器等器件中。
3.氧化物和氮化物复合材料：氧化物和氮化物复合材料在高频电子器件中也具有广泛的应用。
例如氧化铝和氮化硅的复合材料、氧化铝和氮化铝的复合材料等。
这些复合材料综合了不同材料的优点，具有更低的介电常数和更低的损耗。
4.非晶合金材料：非晶合金材料是一种具有无序结构的金属合金材料，它具有较低的介电常数和高的导电性能。
非晶合金材料可以在高频电子器件中用作导体和屏蔽材料，减少信号的干扰和电磁波的损耗。
TiO2基异质结的研究最终版
毕业论文专业：微电子学班级学号：学生姓名：指导教师：TiO2 基异质结的研究Study of TiO2-based Heterojunction专业班级：学生姓名：指导教师：系别：摘要TiO2是一种直接宽带隙半导体材料。
TiO2薄膜具有大的折射率和介电常数，在可见光和红外波段具有良好的透过率，及良好的耐磨性和热稳定性，因而被广泛的应用于光学薄膜，微电子器件和保护涂层。
异质结是两种不同的半导体相接触所形成的界面区域，由于两种异质材料具有不同的物理化学参数，接触界面处产生各种物理化学属性的失配，使异质结具有许多不同于同质PN结的新特性。
要实现这些优良性能的广泛应用，首先要获得性能良好的TiO2异质结。
本论文在总结了国内外Si基异质结的发展和TiO2薄膜的研究历史及研究现状的基础上，系统研究了TiO2基异质结的电学特性。
以磁控溅射法制备高质量N型TiO2薄膜，测得光学带隙随氧氩比变化，不同氧氩比，不同压强和不同温度的情况下的N型TiO2/P型Si的最佳整流特性曲线。
关键词：异质结；TiO2薄膜；磁控溅射AbstractTiO2is a kind of wide direct-gap semiconductor material. TiO2 thin films have large refractive index and dielectric constant, good transmission in the visible and infrared band and good wear resistance and thermal stability.Therefore TiO2 thin films have widely used in optical thin films, microelectronic devices and protective coating layers. Heterojunction is the contact interface between two kinds of different semiconductors. Due to the two heterogeneous materials have different physical and chemical parameters, the contact interface with various physical and chemical properties will appear, Then heterojunction can have new features compared with the homogeneous PN junction. To let these excellent properties are applicated, we shoud get good TiO2heterojunction. Based on the summaration of the Si-based heterojunction’s development and TiO2thin film development, the electrical properties of TiO2-based heterostructure are studied. The high-quality N-type TiO2films are prepared with Magnetron sputtering method, we find the optical band gap is changed with oxygen argon ratio and the best rectifier characteristic curve of N-type TiO2/P-Si heterojunction in the condition of different oxygen argon ratio, different pressures and different temperatures.Key Words：Heterojunction; TiO2 film; Magnetron Sputtering目录1. 绪论 (1)1.1 TiO2薄膜概述 (1)1.1.1 TiO2的结构 (1)1.1.2 TiO2的性质 (2)1.1.3 TiO2的用途 (3)1.2 异质结概述 (5)1.2.1 异质结的形成及应用 (5)1.2.2 异质结的结构特征及其原理 (5)1.2.3 异质结的发展 (7)1.3 Si基异质结的研究 (7)1.3.1 总结TiO2/Si异质结已有研究 (7)1.3.2 P-Si/N-ZnO异质结的研究进展 (11)2. 反应磁控溅射制备TiO2薄膜 (13)2.1 反应磁控溅射原理 (13)2.1.1 溅射 (13)2.1.2 磁控溅射 (14)2.1.3 反应溅射 (15)2.2 反应磁控溅射的设备及组成 (16)2.3 TiO2薄膜的表征 (17)2.3.1 TiO2薄膜的X射线光电子能谱 (17)2.3.2 TiO2薄膜的厚度测量 (17)2.3.3 TiO2薄膜的结构分析 (18)3. TiO2/Si异质结的相关研究 (19)3.1 不同氧氩比对于沉积TiO2薄膜速率的影响 (19)3.2 研究TiO2/Si异质结的整流特性 (21)3.3 研究TiO2/Si异质结的接触电势差 (21)3.4 固定氧氩比，改变其他条件研究异质结的整流特性 (22)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)1. 绪论1.1 TiO2薄膜概述1.1.1 TiO2的结构TiO2的基本结构TiO2在自然界中有锐钛矿、板钛矿和金红石三种晶体结构。
高压绝缘材料
芳烃合成油：稳定性好，尤其优良旳吸气性，,可选用较高旳工 作电强度。主要缺陷是低温局部放电性能较差，燃烧性同矿物油相 近。
硅油：耐热性优良，工作温度可达150~200℃，属难燃性绝缘 油。硅油旳粘度-温度特征平坦,有高旳耐寒性。硅油价格高，仅用于 防火要求较高旳场合。
2.较高旳体积电阻率
液态绝缘材料
液体绝缘材料是用以隔绝不同电位导电体旳液体。 又称绝缘油。它主要取代气体，填充固体材料内部或极 间旳空隙，以提升其介电性能，并改善设备旳散热能力。 液体绝缘材料能够在电容器中提升其介电性能，增大每 单位体积旳储能量；在开关中除绝缘作用外，更主要起 灭弧作用。
液体绝缘材料按材料起源可分为矿物绝缘油、合成 绝缘油和植物油 3大类。工程技术上最早使用旳是植物油， 至今仍在使用。为满足多种电工设备旳不同要求，又开 发了多种类型旳合成绝缘油，并得到广泛应用，如供高 温下使用旳硅油以及十二烷基苯、聚丁烯油等。但工程 上使用最多旳依然是矿物绝缘油。
• 云母带，又称耐火 云母带，由（云母带 机）制作而成，是一 种耐火绝缘材料，按 用途可分为：电机用 云母带（以金云母纸 为基材，用塑料薄膜 作双面补强，主要用 于电机绝缘层。 耐火
1.2 云母片
• 天然云母片是厚云母片经过剥分、定厚、切制、钻制或冲制而成， 具有一定厚度、一定形状旳云母零件，该产品合用于电视机、电力电 容器、热继电器、监视显示屏、航天、航空、通讯、雷达、耐热骨架 片等作为原辅材料。因其材料为天然矿制品，具有无污染、绝缘、耐 电压性能好旳特点，可根据客户需求高， 积垢粘附力小，轻易打扫。
2. 抗老化性能：玻璃经钢化处理旳， 表面形成压应力，假如玻璃表面有微 裂纹存在，也固应力作用使微裂纹受 到压缩而不致扩展。玻璃旳电气强度 一般在整个运营期间保持不变，其老 化过程比瓷缓慢得多
介电损耗型微波吸收材料的研究进展
介电损耗型微波吸收材料的研究进展一、概括近年来，随着微波技术的迅速发展及其在各个领域的广泛应用，对微波吸收材料的需求也日益增长。
介电损耗型微波吸收材料作为微波吸收领域的关键材料，因其独特的介电损耗特性，在提高电磁波屏蔽效率、降低电磁辐射对人体和设备的危害等方面具有显著优势。
本文综述了近年来关于介电损耗型微波吸收材料的研究进展，主要涉及材料的结构特点、制备工艺、性能优化以及应用领域等方面的内容。
通过对现有研究的分析比较，总结了该领域的研究现状和发展趋势，并指出目前研究中存在的一些问题和研究方向，为未来的研究和应用提供了有益的参考和借鉴。
二、介电损耗型微波吸收材料的理论基础介电损耗型微波吸收材料，作为微波吸收领域的重要研究方向，其理论基础主要建立在介电损耗和磁损耗的概念上。
当电磁波与介质材料相互作用时，会产生介电损耗和磁损耗，这两者共同决定了材料的微波吸收性能。
为了更好地理解和设计此类材料，我们需要从理论上对这些损耗机制进行深入研究。
介电损耗是指介质材料在极化过程中消耗的电能量转化为热能的现象。
对于介电损耗型微波吸收材料来说，介电损耗是导致电磁波能量损耗的主要原因之一。
介电损耗越小，材料的微波吸收性能越好。
在材料设计和制备过程中，通过选择具有较低介电损耗的介质材料，可以有效地提高微波吸收性能。
磁损耗是指介质材料在交变磁场作用下产生涡流损耗的现象。
磁损耗也是影响微波吸收性能的一个重要因素。
与介电损耗不同，磁损耗与材料的磁导率有关。
磁导率越高，材料的磁损耗越小，从而微波吸收性能也越好。
在设计微波吸收材料时，除了考虑介电损耗外，还需要关注磁损耗的影响。
综合介电损耗和磁损耗等因素，我们可以使用复介电常数模型来描述介电损耗型微波吸收材料的电磁特性。
该模型能够准确地反映材料在高频下的电磁响应行为，为优化材料性能提供理论支持。
通过对不同类型介电损耗型微波吸收材料的理论分析和实验研究，我们可以不断发展和完善材料的设计方法和吸收机制，为实际应用中的微波吸收材料提供理论指导和参考。
介电材料最终版
1.2 电极化现象
a . 电子极化
介电材料本身不荷电荷，但 将其置于电场中，在其体积内部和 表面会感应出一定量的电荷。这种 现象称作电极化现象。这种极化现 象可以分为4类，如右图所示。 电子极化：任何材料都是由原 子和分子或离子构成的。原子可以 看作是由荷正电荷原子实和其外荷 负电的电子云所构成的。无电场时， 原子时的正电重心和电子云的负电 重心是重合在一起的。在电场存在 时，正电重心和负电重心发生轻微 错位，形成的极化称作电子极化。
一、介电材料
——顾文斌
介电材料
电介质功能材料
铁电材料 压电材料 敏感电介质材料
电 功 能 材 料
电导体功能材料
导电材料 快离子导体 电阻材料 超导电体
一、介电材料
通常所说的电现象都是以材料中存在的电子、离子和空穴等载流子在 电场作用下产生长程迁移而形成的。与此不同，存在另一类材料，即 所谓的介电材料，它们是绝缘体，并不存在其中载流子在电场作用下 的长程迁移，但仍然有电现象。这种电现象的产生，是因为材料中也 存在荷电粒子，尽管这些荷电粒子被束缚在固定的位置上，但可以发 生微小移动。这种微小移动起因于材料中束缚的电荷，在电场作用下， 正负束缚的电荷重心不再重合，从而引起电极化，如此将电荷作用传 递开来。
按电容器方程(C=εS/4πkd )，很明显，只剩一个 参数来调整，那就是介电常数。所以开发大介电常数 材料，使电容器电介质可维持其“坚固”的厚度，又 能提供有效的电荷存储，仅管其面积和存储电压在继 续下降。 低介电常数材料或称low-K材料 通过降低集成电路中使用介电材料的介电常数，可 以降低集成电路的漏电电流及寄生电容。 传统半导体 使用二氧化硅作为介电材料，二氧化硅的介电常数约 为4 。
P 静态介电常数与极化强度P的关系为： 0 E
硅酸铝 介电常数
硅酸铝介电常数
硅酸铝是一种无机非金属材料，因其独特的介电性能而被广泛应用于电子、通讯、航空航天等领域。
硅酸铝的介电常数是一个非常重要的参数，它决定了材料在电场中的行为和性能。
在低频条件下，硅酸铝的介电常数较高，可达到100左右。
这是因为硅酸铝中的硅氧烷和铝氧烷链在低频电场中能够较好地响应电场的变化，从而表现出较高的介电常数。
随着频率的升高，硅酸铝的介电常数逐渐降低，这是由于高频电场下，硅酸铝中的极化响应速度跟不上电场的变化，导致介电常数降低。
最终，硅酸铝的介电常数会在某一频率下趋于稳定。
这种特性使得硅酸铝能够在不同的频率下表现出不同的介电性能，从而满足了不同领域对材料介电性能的需求。
在实际应用中，我们需要根据具体的使用环境和要求选择合适介电常数的硅酸铝材料。
通过调整材料的配方和制备工艺，可以实现对硅酸铝介电常数的精细调控，进一步提高其应用性能和拓展其应用领域。
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P 静态介电常数与极化强度P的关系为： 0 E
相对介电常数 ε
r
(有时用κ 或K表示)
r / 0
其中ε 是指介质的绝对介电常数, 而0 是指真空介电常数 8.85×10-12 F/m
动态介电常数 实际上，介电常数并不是一个不变 的数，在不同的条件下，其介电常数也不相同。在交 变电场作用下，介质的介电常数是复数，虚数部分反 映了介质的损耗）。
b . 离子极化
c. 偶极子极化
d. 空间电荷极化 无电场时 施加电场时
离子极化：离子化合物是由正负离子按照一定堆积方式形成的， 正负离子之间依靠静电引力形成离子键。离子晶体中，正负离子 没有平动和转动，只有振动，粒子间距离虽有微动，但其方向和 大小都是随机的。因此，整体上正电和负电重心是重合在一起的， 保持电中性。在电场作用下，正、负离子分别沿着不同电场方向 a . 电子极化 取向，趋向于与外电场一致的方向，产生的极化称作离子极化。
介电材料的特征值 电极化：在电场作用下分子中正负电荷中心 发生相对位移而产生电偶极矩的现象 在电场作用下，介电材料产生电偶极矩μ
E
电场E
α为分子极化率
电介质的极化有3种主要基本过程，即:
材料中原子核外电子云畸变产生的电子极化；
分子中正、负离子相对位移造成的离子极化;
分子固有电矩在外电场作用下转动导致的转向极化。
可以说，介电材料的电学性质是通 过外界作用，其中包括电场、应力、温度等 来实现的，相应形成介电晶体、压电晶体、 热释电晶体和铁电晶体，并且依次后者属于 前者的大类，其共性是在外力作用下产生极 化。这几类材料的属于关系如右图所示。
1.1 介电材料（电介质）
介电材料又称电介质，是以电极化为特征的材料， 是电的绝缘材料。 分类：气体、液体、固体三大类。 气体：天然电介质：空气 非极性电介质：N2, He, O2, H2, CH4等 极性电介质：HCl, NO 液体：非极性：苯，CCl4 弱极性：汽油，煤油，变压器油 极性：乙醇，水 固体：非极性：金刚石、硫磺，聚四氟乙烯 极性：晶体，聚氯乙烯
1.3 几个物理量
介电常数：表征介质在外电场作用下极化程度的 物理量，介电常数代表了电介质的极化程度，也就是 对电荷的束缚能力，介电常数越大，对电荷的束缚能 力越强。用ε 表示 ，其单位是F·m-1。
介电常数的大小：用于衡量绝缘体储存电能的性 能. 它是两块金属板之间以绝缘材料为介质时的电容 量与同样的两块板之间以空气为介质或真空时的电容 量之比。
1.2 电极化现象
a . 电子极化
介电材料本身不荷电荷，但 将其置于电场中，在其体积内部和 表面会感应出一定量的电荷。这种 现象称作电极化现象。这种极化现 象可以分为4类，如右图所示。 电子极化：任何材料都是由原 子和分子或离子构成的。原子可以 看作是由荷正电荷原子实和其外荷 负电的电子云所构成的。无电场时， 原子时的正电重心和电子云的负电 重心是重合在一起的。在电场存在 时，正电重心和负电重心发生轻微 错位，形成的极化称作电子极化。
主要用途
Biblioteka 介电材料 具有很高 的电阻系数，主要的 应用是作为电的绝缘 体与电容器。 绝缘体：用来隔绝电 荷在电路中的传导， 如高压输电方面用的 陶瓷碍子（bell） 电容器：用来储存从 电路中接收到的电荷 的电子元件。
极化(polarization)
1、在电场作用下，电介质中束缚着的电荷发生位移或者 极性按电场方向转动的现象，称为电介质的极化。 单位面积的极化电荷量称为极化强度，它是一个矢量， 用P表示，其单位为C/m2。 2、自发极化： 在没有外电场作用时，晶体中存在着由于电偶极子的 有序排列而产生的极化，称为自发极化。 在垂直于极化轴的表面上，单位面积的自发极化电荷 量称为自发极化强度。 3、介电常数： 表征材料极化并储存电荷能力的物理量称为介电常数， 用ε表示，无量纲。
一、介电材料
——顾文斌
介电材料
电介质功能材料
铁电材料 压电材料 敏感电介质材料
电 功 能 材 料
电导体功能材料
导电材料 快离子导体 电阻材料 超导电体
一、介电材料
通常所说的电现象都是以材料中存在的电子、离子和空穴等载流子在 电场作用下产生长程迁移而形成的。与此不同，存在另一类材料，即 所谓的介电材料，它们是绝缘体，并不存在其中载流子在电场作用下 的长程迁移，但仍然有电现象。这种电现象的产生，是因为材料中也 存在荷电粒子，尽管这些荷电粒子被束缚在固定的位置上，但可以发 生微小移动。这种微小移动起因于材料中束缚的电荷，在电场作用下， 正负束缚的电荷重心不再重合，从而引起电极化，如此将电荷作用传 递开来。
'i "
" tan '
介电损耗 在交变电场中，在每秒内，每立方米电介质 消耗的能量称介电损耗。
W 2fE ' tan
2 0
电导率 漏电电导率和位移电导率引起。
击穿电压 电介质承受的电压超过一定值后， 就丧失了电介质的绝缘性，这个电压叫做击穿 电压。
1.4 高介电常数材料和低介电常数材料
这3种极化作用并非在任何类型的介电材料中都等额地存在。
在一种类型的材料中，往往只有一种或二种极化起主导地位。一般 说来，电子极化存在于一切类型的固体物质中，离子极化主要存在 于离子晶体中，偶极极化主要存在于具有永久偶极的物质中，空间 极化则主要存在于那些结构非理想的、内部可以发生某种长程电荷 迁移的介电物质中。例如氯化钠晶体中存在阴离子空位时，阳离子 可以优先向负极方向迁移，因此在电极-NaCl界面处建立了一个双电 层。当然，这类效应显著时，则形成了导体或快离子导体，而不再 是介电质了。另外，上述4种极化率的大小程度也不相同，一般大小 次序为： αe<αi < αd
介电常数k比Si3N4(k>7)大的材料称为高介电常数材 料，而其k值比SiO2（k<3.9）小的材料称为低介电常数 材料。k的最小值为1(空气中)，最大k值材料（铁电体） 为24700（频率1kHz时） 高介电常数材料 DRAM(动态随机存取存储器)上单个电容器的面积在 急剧减小，解决这一问题的办法是使用较薄的传统电介 质－SiO2和Si3N4。 随着存储器芯片（速度）超过64M（位），这一方 法不再有效，因为欲达到所需元件电容量，材料需薄至 1nm以下，这样，它们（随着现代存储器芯片工作电压 的下降）就会产生不能承载的漏电流或严重的击穿。
偶极子极化：由偶极分子结合 成的共价化合物，偶极子在无 电场时是随机取向的，但在电 场作用下，偶极子沿电场方向 取向，产生的电极化称作偶极 极化。
b . 离子极化
c. 偶极子极化
极化强度P：介电材料的极化强度是单位体积内电 偶极矩的矢量和
P
V
n
极化效应的大小通常用单位体积内的电偶极矩或其介质表面的极 化电荷密度来衡量，称作电极化强度P，相应电场强度为E，那么有： P=α E 式中α 定义为介电晶体的电极化率，决定于介电物质的本质。电极化 率可以分解为电子极化率α e、离子极化率α i、偶极极化率α d，总极 化率α 是它们的总和： α =α e+α i+α d
按电容器方程(C=εS/4πkd )，很明显，只剩一个 参数来调整，那就是介电常数。所以开发大介电常数 材料，使电容器电介质可维持其“坚固”的厚度，又 能提供有效的电荷存储，仅管其面积和存储电压在继 续下降。 低介电常数材料或称low-K材料 通过降低集成电路中使用介电材料的介电常数，可 以降低集成电路的漏电电流及寄生电容。 传统半导体 使用二氧化硅作为介电材料，二氧化硅的介电常数约 为4 。