01[1].电子材料概论
【大学课件】电子材料PPT
材料的分类
金属材料 电子材料 陶瓷材料 高分子材料 复合材料
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电子材料涵盖范围（一）
从材料性质来区分 有机材料 无机材料
从功能特性来区分
半导体材料
光电子材料
电子陶瓷材料
磁性材料
储能材料
敏感材料
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电子材料涵盖范围（二）
从应用产业或领域分类 半导体用材料 显示器用材料 印刷电路板用材料 电池材料 记录媒体用材料 被动组件用材料 光纤光缆用材料
链接导线
电极
奈米碳管 晶体管 二氧化硅层 硅化物层
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硅晶圆
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量子传讯，绝对机密
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量子传讯，绝对机密
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电浆显示器
发光原理与日光灯相同，就是在两片玻璃 形成的真空细缝中注入氖与氙的综合惰性 气体，施以电压后可使气体游离产生电浆 效应并产生真空紫外光，利用紫外光去激 发涂布于阻隔壁上的 红、绿、蓝荧光粉， 再转换成红、绿、蓝 米碳管勇闯晶圆厂
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奈米碳管勇闯晶圆厂
底片上的抗静电物质 飞机、航天组件导线 衣物防静电镀层 电磁波防护网 半导体组件
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大尺寸平面显示器
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TFT_LCD
两片玻璃基板中间夹着一层液晶，上层的玻 璃基板是与彩色滤光片(Color Filter)、而 下层的玻璃则有晶体管镶嵌于上。当电流通 过晶体管产生电场变化，造成液晶分子偏转 ，藉以改变光线的偏极性，再利用偏光片决 定画素(Pixel)的明暗状态。
电子材料概论培训课件(共43张PPT)
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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培训专用
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。
培训专用
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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培训专用
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
第一章 电子材料概论
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课堂小结
掌握：
电子材料概念？ 电子材料包含哪些内容？ 什么是结构材料？什么是功能材料？请举例说明
了解：
电子材料的发展现状和趋势
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无机电子材料
晶体的特征：晶胞、空间点阵和晶面 无机晶体的分类：离子晶体、金属晶体、共价晶
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硬盘=磁性电子材料+主板（。。。）
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过去和现在的比较
晶晶体体管管
电容
电阻
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配线
印刷版
占用面积只有原来的四亿分之一
晶体管
电容
Al配线
电阻
氧化层
多晶硅 单晶硅
扩散层
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集成电路组成材料
金属：Al，Cu，Au SiO2 P型硅 N型硅 多晶硅
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表面的定义和种类
1、理想表面 理想表面是为分析问题方便而设定的一种理想的 表面结构。理想表面实际上在自然界中并不存在。
表面
内部
理想表面示意图
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理论前提：
1、不考虑晶体内部周期性势场在晶体表面 d 中断的影响；
2、不考虑表面原子的热运动、热扩散、热 缺陷等；
3、不考虑外界对表面的物理-化学作用等；
常被加工成不同的形状，配以必要的连接，具有将各
种形态的能量互相转换的功能，例如各种传感器，电源自元2020/1器/21 件等。
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电子材料分类—组成
无机材料：
金属材料、半导体材料以及它们的氧化物材料，如陶 瓷材料。
研究生电子材料_第一讲
电子材料概论
主讲人：汪晓东教授
授课提纲
一、电子材料简介 二、电子材料的研究范畴 三、电子材料的基本特性 四、几种重要的电子材料实例
参考书目录
［1］《电子材料导论》，李言荣、恽正中主编，清华大 学出版社，2001年出版。 ［2］《电子材料》，贾德昌等编著，哈尔滨工业大学出 版社，2000年出版。 ［3］《电子材料》，陈鸣主编，北京邮电大学出版社， 2006年出版。
现代电子元器件－集成电路芯片
碳纳米管勇闯晶元厂
電極 奈米碳管 電晶體 二氧化矽層 矽化物層
連結導線 矽晶圓
现代电子元器件－液晶显示器
TFT－LCD：
在两层玻璃板间夹一层液晶材料，其中上层玻 璃板为彩色滤光片，下层玻璃上镶嵌电晶体。
当电流通过电晶体时发生电场变化，造成液晶 分子发生偏转，籍以改变光线的偏振性；再利 用偏光片来确定像素（Pixel）的明暗状态。
通常导电高分子的结构特征是由有高分子链结构和与链非键合的一 价阴离子或阳离子共同组成。即在导电高分子结构中，除了具有高 分子链外，还含有由“掺杂”而引入的一价对阴离子（p型掺杂）或 对阳离子（n型掺杂）。
导电高分子的类型 结构型导电高分子：结构型导电高分子本身具有“固有”的导 电性，由聚合物结构提供导电载流子（包括电子、离子或空 穴）。这类聚合物经掺杂后，电导率可大幅度提高，其中有些 甚至可达到金属的导电水平； 复合型导电高分子：复合型导电高分子是在本身不具备导电性 的高分子材料中掺混入大量导电物质，如炭黑、金属粉、箔等， 通过分散复合、层积复合、表面复合等方法构成的复合材料， 其中以分散复合最为常用；
按化学组成划分：无机电子材料和有机电子材料： 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（以共价键结合）
北京化工大学-电子材料导论复习题
北京化工大学-电子材料复习题电子材料概论1、简述什么是结构电子材料,什么是功能电子材料? (p2)答：能承受压力和重力，并能保持尺寸和大部分力学性质（强度、硬度及韧性）稳定的材料，称为结构电子材料。
功能电子材料是指除强度性能外，还有其他特殊功能，或能实现光、电、磁、热力等不同形式的交互作用和转换的非结构材料。
2、什么是理想表面? 什么是实际表面? 一般情况下表面厚度大约是多少? (26~27)答：理想表面是为分析问题的方便而设定的一种理想的表面结构。
在自然界中存在的表面称为实际表面。
几十到数百纳米。
第一章导电材料1 、电阻率最低的前三种元素是什么? 其电阻率各是多少(20度时)? (57)答：银 1.62μΩ.cm 铜 1.72μΩ.cm 金 2.40μΩ.cm2 、硅碳膜的三层结构各起什么作用(102)答：在底层主要含有是SiO2和C,其SiO2和基体玻璃相形成Si-O键，增加了硅炭膜对基体的附着力；中间层为主要导电层，与纯碳膜的结构和性能类似；最外层为保护层，主要含有SiO2和少量的sic。
3 、蒸发金属膜的主要制作过程(103)答：金属膜电阻器是用以鉻硅系为主要成分的合金粉真空蒸发而成，制造时用酒精把合金粉调成糊状涂在钨丝的蒸发器上，在低于5×10-3PA的真空度下加热蒸发在陶瓷基体上淀积出金属膜。
4 、镍铬薄膜的主要特点(105)答：电阻温度系数小、稳定性高、噪声电平小、可制作的阻值范围宽，使用的温度范围宽而高5 、镍铬薄膜的主要制作方法(105)答：采用电阻式真空蒸发法，将镍鉻合金丝、薄板条或粉挂在或涂敷在蒸发器上在真空度高于6×10-3pa,用电加热至1500度左右进行蒸发。
6 、在NiCr薄膜中掺入氧可以改善的是(110)答：不仅可以提高NiCr薄膜的电阻值，而且可以降低电阻温度系数和提高稳定性7、热处理对TaSi薄膜的影响(121)答：热处理对TaSi薄膜的电阻率有较大的影响，随着热处理温度升高，薄膜的电阻率减小，逐渐趋于平坦。
电子材料概论课程简介
电子材料概论课程简介：
知道100年后大出风头的是什么材料吗？知道能把光变成电的魔术师是谁吗？知道能在“广寒宫”中大显身手的是什么材料吗？知道谁是星球大战中的动力材料吗？地下宫殿中真的能有阳光吗？建造在墙上的发电厂是怎么回事？…这些问题都能在本课程中找到答案。
本课程将采用专题的形式介绍几种典型的电子材料：半导体材料、介电材料、超导材料、光电子材料、磁性材料和纳米材料。
同学们将了解这些电子材料的基本概况和特性，了解它们的应用和发展趋势。
通过本课程的学习，同学们将了解电子材料的最新研究进展。
选修对象：
全校本科生
考核方式：
期末笔试为主，课程总成绩＝平时成绩×30％+试卷成绩×70％。
个人简历：
谢娟，女，1980年4月出生，助教，硕士。
2006年3月毕业于电子科技大学，获得材料学专业硕士学位。
2006年4月到西南石油大学任教。
目前主要从事无机非金属材料的教学和科研工作。
主要研究领域有：纳米材料的制备与性能研究、纳米材料在腐蚀与防护领域的应用研究等。
已在国内外核心期刊上发表了20篇相关的学术论文(其中SCI核心期刊文章4篇EI核心期刊文章6篇)，申请发明专利一项。
《电子材料认识》课件
总结词：随着科技的不断进步和应用需求的不断提高，电子材料的发展趋势是向着高性能、多功能、环保和智能化方向发展。新型电子材料的研发和应用将不断推动电子技术的创新和发展。
导体材料
01
02
具有良好的导电性和导热性，广泛用于电线、电缆和散热器等领域。
铜
银
具有良好的导电性和耐腐蚀性，常用于电池负极材料和电镀层。
《电子材料认识》ppt课件
电子材料概述导体材料绝缘材料半导体材料功能材料
电子材料概述
电子材料是用于制造电子器件和集成电路的重要物质基础，具有导电、绝缘、磁性等多种性质。根据用途和特性，电子材料可分为导体、绝缘体、半导体和磁性材料等。
总结词
电子材料是指在电子技术领域中应用的材料，主要用于制造电子器件和集成电路。电子材料具有导电、绝缘、磁性等多种性质，能够实现电子传输、信息存储和处理等功能。根据用途和特性，电子材料可分为导体、绝缘体、半导体和磁性材料等。
03
02
01
具有优良的电气性能和耐高温性，常用作高温环境下的绝缘材料。
云母
具有较高的机械强度和良好的电气性能，常用于电子设备的封装材料。
电木
具有高强度、高硬度和良好的电气性能，广泛用于高温环境下的绝缘材料和密封材料。
石棉
01
02
03
04
塑料具有轻便、易加工、成本低等优点，同时也有一定的电气性能和耐化学腐蚀性，因此广泛应用于电线、电缆、电子元件的绝缘层和封装材料。
塑料绝缘材料
橡胶具有优良的弹性和电气性能，同时也具有良好的耐温、耐化学腐蚀性，因此常用于电线、电缆的绝缘层、密封材料以及电子元件的封装材料。
橡胶绝缘材料
陶瓷具有高强度、高硬度和良好的电气性能，同时也具有优良的耐温、耐化学腐蚀性，因此广泛应用于电子元件的封装、电路基板以及高温环境下的绝缘材料。
电子材料课后题
第一章电子材料概论1.晶体有哪些基本特征？简述晶体与非晶体的异同。
答：晶体的宏观特征:（1）有规则的外形（自范性）；（2）晶体的均匀性，来源于晶体中原子排布的周期性规则，宏观观察中分辨不出微观的不连续性；（3）物理性质的各异向性；（4）稳定性，晶体有固定的熔点；（5）解理性非晶态的特点：原子的空间排列不具有周期性，长程无序，短程有序;物理性能各向同性；介稳状态。
2.晶体中的缺陷及其类型有哪些？答：晶体中的缺陷，是指实际晶体与理想的点阵结构发生偏离的地区。
由于点阵结构具有周期性和对称性，所以凡使晶体中周期性势场畸变的因素称为缺陷。
类型：电子缺陷，原子缺陷。
原子缺陷:杂质、位错、空位等。
原子缺陷按几何形状分为:点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷、微缺陷。
3.什么是晶粒间界？大角度晶界有哪些常用模型？相界有哪些类型？答：单相多晶材料中，晶粒与晶粒间的过渡区，称晶粒间界（GB）。
大角度晶界常用模型：过冷液体模型，小岛模型。
相界：系统内含有两个或两个以上的相，当处于热力学平衡时，不同相之间的界面。
类型:非共格相界，共格相界，准共格相界，分界面。
4.简述X射线结构分析的基本原理和常用方法。
答：由于晶体中原子排列的对称性和周期性，X射线对晶体来说是天然光栅，所以当X射线通过晶体时，就会出现衍射现象，因而通过对衍射花样的分析和计算，就可以获得晶体结构的各种参数。
常用方法：单晶衍射法，粉末法。
5.简述近代表面分析方法的基本原理和常用表面分析方法。
答：用一定能量的某种射线或粒子束去激发固体表面后，将产生带有某种表面信息的表面射线，用这种射线进行能量分布的分析。
常用表面分析方法：透射电子显微镜，扫描电子显微镜。
6.简述纳米材料的结构与性能特征。
答：纳米材料是指材料中颗粒（晶粒）尺寸处于纳米范围（2~10nm）的金属、合金、金属氧化物、无机物或聚合物等材料，包括纳米微粒、纳米结构、纳米复合材料；材料本身具有量子尺寸效应、表面界面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。
电子材料导论(李言荣)习题参考答案
10. 比较金相显微镜和电子显微镜的工作原理。P40 答：光学显微镜分为： 反射式光学显微镜 和 透射式光学显微镜 两类。 电子显微镜分为： 透射电子显微镜 和 扫描电子显微镜 两类。 金相显微镜（反射式光学显微镜） ：利用样品中不同物质结构对入射光的反射本 领不同，以及不同晶面、晶界对光的散射能力不同来产生衬度，而观察表面的形 貌。 透射式光学显微镜：利用样品中不同成分或不同相的透光能力不同来产生衬度。 透射式电子显微镜：电子通过电磁透镜放大成像，原理与透射光学显微镜相似。 扫描电子显微镜： 扫描电子显微镜不通过透镜原理成像， 而是像电视机一样逐点 成像。电子束在样品的一定区域内逐点扫描，轰击出各种表面信息，转换为电信 号放大后在显像管中同步成像，就得到了样品测试区域内的信息分布。 11. 简述近代表面分析方法的基本原理和常用表面分析方法。P42 答： 近代表面分析方法的基本原理是： 用一定能量的某种射线或粒子束 （一次束） 去轰击固体表面后， 将产生的带有表面信息的射线或粒子束而进行能量和能量分 布的分析。 常用表面分析方法：能谱法、量子力学效应的显微技术。 研究表面原子排列和形貌的主要方法： 能谱法：低能、中能、高能电子衍射。 显微技术：透射电子显微镜、扫描电子显微镜、扫描探针技术。 研究表面成分和化合态的方法 能普法：电子能谱（光电子能谱、俄歇电子能谱） 、离子能谱（离子散射谱、 二次离子质谱、溅射中性粒子谱） 12. 简述现代社会对电子材料有哪些要求？P46 答： ①结构和功能相结合 ②智能化 ③减少污染 ④节省能源 ⑤长寿命和可控寿命 13. 简述纳米材料的结构与性能的特性。P47+P48 答：纳米材料：是指材料中的颗粒尺寸处于纳米范围（2-10nm）的金属、合金、 金属间化合物、有机物或聚合物等材料。 纳米材料的结构：纳米材料颗粒直径为 2-10nm，其中原子数有 102-104 个，大概 有一半以上的原子位于表面和界面上，处于表面、界面的原子有较高的界面能， 活动性强、原子的排列方式跟晶态和非晶态都有明显不同，这种结构称为纳米结 构。 纳米材料的性能：表面界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效 应。 14. 什么是复合材料与功能梯度材料？P48 答：复合材料：是指由两种或两种以上的材料经过有关工艺过程之后而形成的一
电子材料导论第一章
电子材料导论第一章第一篇：电子材料导论第一章第一章1.电子材料在国民经济中有何作用？电子材料处于材料科学与工程最前沿，它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品种、数量和质量成了衡量该国科技、国民经济水平和国能材料防科力量的主要标志。
2.什么是结构材料、功能材料和先进材料？a..能承受一定压力和重力，并能保持尺寸和大部分力学性质稳定的一类材料，称为结构（电子）材料。
b.功能（电子）材料指除强度性能外，还有其特殊功能，或能实现光、电、磁、热、力等不同形式的交互作用和转换的非结构材料。
c.先进（电子）材料指具有优异的性能的高科技产品，正在进行商业化或研究之中，并具有一定保密性。
从应用角度把电子材料分为结构电子材料和功能电子材料。
按组成分为无机电子材料和有机电子材料。
按物理性质分为导电材料、超导材料、半导体材料、绝缘材料、压电铁电材料、磁性材料、光电材料和敏感材料。
按所制成元器件和集成电路的应用分微电子材料、电阻器材料、电容器材料、磁性材料、光电子材料、压电材料、电声材料等。
3.晶体有哪些特征？简述晶体与非晶体的异同。
主要特征有：①有规则的外形②均匀性③解离性④固定的熔点⑤各向异性。
这些特性都反应了晶体原子中排列具有对称性和周期性。
异同：非晶体的原子或离子、分子在空间的排列通常不具有周期性和对称性。
按组成晶体时原子间的作用力，将无机晶体分为离子晶体，共价晶体，金属晶体，分子晶体和氢键晶体等五类。
4.什么叫固溶体？它的类型有哪些？形成连续固溶体的条件有哪些？固态条件下，在一种组分内溶解了其它组分而形成的均匀的晶态固体称固溶体。
有替代型固溶体和间隙式固溶体两种。
连续固溶体条件：原子的尺寸和电负性相接近。
5.晶体中的缺陷及类型有哪些？电缺陷：传到电子、空穴、极化子陷阱。
几何缺陷：电缺陷、线缺陷、面缺陷、微缺陷。
6.简述有机材料的分类方法？按碳骨架分类：开链化合物，碳环化合物，杂环化合物按有机分子所含官能团分类：……7.什么是清洁表面与实际表面？自然界中存在的表面称为实际表面；按其清洁程度分为：未清洁表面，清洁表面和真空清洁表面三种类型。
电子材料物理知识点总结
电子材料物理知识点总结一、电子材料的概念电子材料是指以电子为主要研究对象的材料，是介于半导体材料和传统材料之间的新型材料。
它是一种以电子或电子结构为特征的材料。
电子材料可以分为有机电子材料、无机电子材料和有机无机杂化电子材料。
有机电子材料是指利用有机化合物和高分子材料进行制备的材料，主要应用于有机光电子器件领域；无机电子材料是指以无机晶体、合金、化合物和具有晶体结构的材料为主要成分，主要应用于半导体器件领域；有机无机杂化电子材料是指将有机和无机材料进行有机无机杂化，形成新的电子材料体系。
二、电子材料的基本性质1. 导电性导电性是电子材料最基本的性质之一，它决定了电子材料在电子器件中的应用。
电子材料的导电性可以通过电阻率、电导率和载流子浓度等参数进行表征。
导电性的大小受到很多因素的影响，如材料的成分、晶体结构、掺杂和非平衡态载流子等。
2. 光电性光电性是电子材料的重要性质之一，是材料对光的响应与光与材料相互作用的结果。
光电性主要包括吸收光谱、发光谱、光电导率和光致发光等。
光电性的研究对于开发光电器件、太阳能电池、发光二极管等具有重要的意义。
3. 磁性磁性是电子材料的重要性质之一，磁性可以通过材料的磁化强度和磁化率等参数进行表征。
磁性是材料内部电子自旋和轨道运动相互作用的结果，包括顺磁性、抗磁性、铁磁性和铁磁性等。
4. 光学性光学性是电子材料的另一个重要性质，主要包括折射率、透过率、反射率和吸收率等。
光学性是材料对光的传播和相互作用的结果，是开发光电器件和光学器件的重要基础。
5. 力学性能力学性能是电子材料的另一个重要性质之一，主要包括弹性模量、屈服强度、断裂韧性和蠕变性等。
力学性能是材料在外力作用下的表现，对于制备电子器件、结构材料和功能材料等具有重要的意义。
三、电子材料的制备方法1. 熔融法熔融法是一种将材料加热至熔化状态，然后冷却凝固得到材料的制备方法。
熔融法制备的电子材料主要包括单晶、多晶、块体和粉末等。
电子材料导论各章复习
电子材料复习资料第一章名词解释1、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基础。
结构电子材料是指能承受一定压力和重力，并能保持尺寸和大部分力学性质（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、力等不同形式的交互作用和转换的非结构材料；先进电子材料是指具有优异的性能的高科技产品，正在进行商业化或研制之中，并具有一定的保密性。
2、晶胞：对于实际的三维晶体，将其恰当地划分成一个个完全等同的平行六面体，叫晶胞。
3、晶面：由不同位置原子组成的平面4、对于固体-固体界面，当这些固体属同一晶相，仅结晶取向不同时，这种界面称为晶界(grain boundary)或晶体边界(crystal boundary)，当这些固体晶相不同，即组成和晶体构造都不相同时，其界面称为相界(phase boundary)。
5、理想表面是为分析问题方便而设定的一种理想的表面结构。
6、实际表面是指材料经过一般的加工（切割、研磨、抛光、清洗）后，保持在常温、常压下的表面，当然有时也可能在低真空或高温之下。
7、不存在吸附物也不存在氧化层的固体表面，称为清洁面8、驰豫结构是指表面区晶格结构保持不变，只是晶格常数变化 。
9、表面结构重构：是指表面结构和体结构出现了本质的不同。
10、在一些单晶金属的表面区原子的重新排列时，它与内部（衬底）原子的排a列无直接关系，这种表面结构称超结构。
11、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基本单元构成的材料。
包括：纳米微粒、纳米结构、纳米复合材料；12、表面效应：粒子直径减少到纳米级，表面原子数和比表面积、表面能都会迅速增加；处于表面的原子数增多，使大部分原子的周围（晶场）环境和结合能与大块固体内部原子有很大的不同：表面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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电子材料的品种数量和质量，成了衡量该国科学技术、
国民经济水平和军事国防力量的一个主要标志。
1.1.2 电子材料的分类
1.
按用途分：结构电子材料和功能电子材料。
1) 2)
结构电子材料是指能承受一定压力和重力，并能保持尺寸和大部 分力学性质（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、力等不同形式的交互作用和转换的非结构材料； 无机电子材料可分为金属材料(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）； 按材料的物理性质分：导电材料、超导材料、半导体材料、绝缘 材料、压电铁电材料、磁性材料、光电材料和敏感材料等。 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；
1.2 无机电子材料
无机电子材料大部分是由原子或小分子组成的固态材料。
1.2.1 晶体的宏观特征
（1）有规则的外形（自范性）；
（2）晶体的均匀性，来源于晶体中原子排布的周期性规则， 宏观观察中分辨不出微观的不连续性。 （3）解离性；
（4）稳定性，晶体有固定的熔点。
（5）物理性质的各向异性
1、空间点阵、晶胞和晶面的表示
§ 1.4.3 实际表面的特征
表面粗糙程度是用粗糙度系数R来量度的 R Ar / Ag
其中： Ar ——几何表面面积 Ag——包括内表面等在内的实际表面积
§ 1.4.3 实际表面的特征 2、表面的组织
经过切磨、挤压、抛光等加工后材料的表面，在相当宽 的范围内，晶粒的大小、结晶程度、应力畸变和显微组织 等特征，有明显的不均一性。
1.1.4 电子材料与元器件
1、电子材料对元器件和集成电路发展的促进作用 新型先进的电子材料的出现，就可能使电子元器件迅 猛发展，并带来社会的进步。无源元件电阻器的发展 也是如此。每当出现一种新的电阻材料，接着就出现 一种新型的电阻器。
2、功能电子材料和结构电子材料在电子元器件中的作用 电子元器件中的性能主要由其中的功能材料来决定的。 但是，有时结构材料对电子元器件的性能的影响也很 突出。
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
物质基础。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
2、外来因素引起的调整
（1） 吸附 （2） 合金
§ 1.4.3 实际表面的特征
实际表面是指材料经过一般的加工（切割、研磨、抛光、 清洗）后，保持在常温、常压下的表面，当然有时也可能在 低真空或高温之下。
1、表面外形和表面粗糙度
表面的不平整程度（最高点与最 低点间的距离）大于10mm时， 称为形状误差；1~10mm时称为 波纹度；小于1mm则称为表面 粗糙度（surfaceroughness).
1、原子发射光谱
原子发射光谱分析法是根据处于激发态的待测元素原子回 到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法。 热激发 基态元素E0
E
特征辐射
激发态Ei
§ 1-5 电子材料常用微观分析方法
§ 1.4.2 清洁表面的原子排布
不存在吸附物也不存在氧化层的固体表面，称为清洁面。 相对于理想表面而言，处于清洁表面的原子组分与位臵往往 发生变化，具体表现为偏析（或分凝）、驰豫、重构等。 因为清洁表面的上方没有原子存在，表面原子会受到下层 原子的拉力。如果表面原子没有足够的附加能量的话，将被
拉到下面去，这部分附加能量称为表面能，也称为表面张力。
§ 1-4 电子材料的表面和界面
物质和物质接触的界面(interface)可分为如下六种情形：
气体 液体(液体表面) 气体 固体(固体表面) 异质界面液体 液体(乳浊液 ) 物质的界面 液体 固体( 相界 ) 固体 固体( 相界 ) 同质界面 固体 固体(晶界 )
由于表面存在的偏析（耗尽）效应，材料表面处的成分 与配方上的会有所偏差。
§ 1.4.3 实际表面的特征 4、工业表面
材料的表面在工业环境下，会受到不同程度的污染，表 面上可能存在各种覆盖物，这种表面称工业表面。
§ 1-5 电子材料常用微观分析方法
电子材料化学成分分析方法：重量分析、容量分析和比色法 是材料化学成分分析的经典方法,目前仍有重要应用。
1、表面原子排列的调整
（2） 重构
表面结构重构：是指表面结构和体结构出现了本质的不 同。重构通常表现为表面超结构的出现，即两维晶胞的基 矢按整数倍扩大。 表面重构现象在硅半导体 中经常出现，这可能和硅 半导体的键合方向性和四 面体配位有关。
1、表面原子排列的调整
（3） 超结构 在一些单晶金属的表面区原子的重新排列时，它与内 部（衬底）原子的排列无直接关系，这种表面结构称超结 构。
电子材料的重点是阐明各类电子材料晶体结构、电磁特性
及影响因素、基本工艺，为研制电子材料奠定理论与实践的
基础.
前
言
电子材料是当前材料科学的一个重要方向，品种
多、用途广、涉及面宽。是制作电子元器件和集成电路
的基础，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
（3）一个经抛光和机械加工后的金属的表面区
金属需经过打磨获得平整 的表面后，才能进行抛光， 机械加工过程中还会形成 各种损伤区。
§ 1.4.3 实际表面的特征 3、表面的成分
由于吸附和不同相的化学势不同等因素，会形成表面区 的主成分、杂质同体内的有明显差别。研究中发现，表面 区的杂质浓度往往比体内大，称为偏析；相反，表面区杂 质浓度低于体内，称为耗尽。
§ 1.4.1 表面的定义和种类
3、 表面的范围
从原子排列的角度来看，表面区原子的排列大概在 几层原子厚度的范围内与体内有差别，金属约 1~3 层， 半导体为 4~6 层，绝缘体要厚一些，约十到几十层。 通常认为，距表面处5~100Å范围内，原子排列与体内 有所不同。 总之，针对不同研究对象，表面区的范围并不相 同。
晶 胞是晶体结构的基本重复单位。
它有哪些特征，怎样描 述这些特征呢？
晶胞的大小和形状 晶胞 晶胞中各原子的坐标位臵
用晶胞参数来表示 用分数坐标来表示
Z 晶胞参数: 向量a、b、c的长度及其间的夹角 c
分数坐标:
原子P的位置可用向量OP表示： OP ﹦xa＋yb＋zc .我们定义x、y、 z为原子P的分数坐标
For example!
o
a X
yb
zc
P
xa
b Y
Z
分数坐标分别为：
Cs＋: Cl﹣:
X CsCl晶胞
Y
Cs
+
:1 11 222
Cl : 000
由于点在晶胞内， x、y、z≤1
晶面和晶面指标
晶面：由不同位置原子组成的平面。
例如：图中的A、C、D、E平面
晶面指数：
某晶面在三个晶轴上的截距分别是h′a、 k′b、l′c。(a,b,c为单位长度）其中h′k′l′ 是晶面在晶轴上的截数。
2.
按组成（化学作用）分：无机电子材料和有机电子材料
1) 2)
3.
按材料的物理性质和应用领域分:
1) 2)
4.
传统电子材料与先进电子材料
1.1.3 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
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。
第一章 电子材料概论
分类与特点
无机电子材料 有机电子材料
表面与界面 常用微观分析方法
应用与发展动态
1.1 电子材料的分类与特点
1.1.1 在国民经济中的地位 1.1.2 电子材料的分类 1.1.3 电子材料对环境的要求 1.1.4 电子材料与元器件
点 阵 点
点
点 阵
将原子（分子，离子）中的一些位置（如重 心等）抽象成几何学上的点 由点阵点在空间排布形成的图形 所有点阵点分布在一条直线上。 所有点阵点分布在一个平面上。 所有点阵点分布在三度空间。
阵
直线点阵 平面点阵 空间点阵
聚乙烯 分子
周期性直线点阵Fra bibliotek石墨平 面 点 阵 的 例 子
NaCl结构类型的晶胞
（1）晶粒尺寸的变化
在切磨、抛光等机械加工操作中会产生大量热能，往往 能使表面区局部熔化，然后又迅速结晶，这样就带来了从 表面到内部约1um左右范围内晶粒尺寸的不均匀性，特别是 在距表面0.3um范围内更为明显。
§ 1.4.3 实际表面的特征 （2）贝尔比层
材料经过抛 光 后 ，表 面 有一光 亮 而致密 的 、厚度约 5~100nm的表面层，称贝尔比层，这在金属合金材料中特别 明显。
电
子
材
料
物理科学与技术学院
王彩霞
课程性质和任务
本课程为本专业高年级专业课，它紧密地把基础理论与
生产实践溶于一体。学生学习本课程后，更深入掌握电介质
物理、磁性物理的基础知识，具备从事电子材料生产、研究、 应用和开发的基本能力；本课程又为后续专业课程基础，直 接同电子器件和电子材料测量密切结合。因此本课程为本专 业重要专业课程。
90°
六 方
a=b c = = 90° = 120°