[工学]01[1]电子材料概论

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1、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。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.7/11/20212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

2、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。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第一章电子材料概论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7/11/202151.1.1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

3、。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。7/11/202161.1.2电子材料的分类按用途分：结构电子材料和功能电子材料。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；按组成（化学作用）分：无机电子材料和有机电子材料无机电子材料可分为金属材

4、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）；按材料的物理性质和应用领域分: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；传统电子材料与先进电子材料7/11/202171.1.3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：温度压力湿度环境中的化学颗粒及尘埃霉菌和昆虫辐射机械

5、因素7/11/202181.1.4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。7/11/202191.2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

6、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7/11/202110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。直线点阵平面点阵空间点阵点阵聚乙烯分子周期性直线点阵点阵由点阵点在空间排布形成的图形将原子（分子，离子）中的一些位置（如重心等）抽象成几何学上的点点阵点1、空间点阵、晶胞和晶面的表示石墨平面点阵的例子NaCl结构类型的晶胞点阵参数：a,b,c,,,空间点阵的例子晶胞的划分有多种方式，通常满足对称性的前提下，选取体积最小的晶胞。对于实际的三维

7、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。它代表了晶体结构的基本重复单位。晶胞所选的单位向量要能满足晶体的周期性晶胞的二个基本要素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？用分数坐标来表示用晶胞参数来表示晶胞晶胞的大小和形状晶胞中各原子的坐标位置分数坐标分别为：212121:+CsZYPabcybzcoxaXXYZCsCl晶胞Cs＋:Cl﹣:Forexample!晶胞参数:向量a、b、c的长度及其间的夹角原子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的分数坐标分数坐标