《晶体的应用》PPT课件

《《晶体的应用》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、晶体材料的应用晶体能实现电、磁、光、声和力等的交互作用和转换，它是近代科学技术发展中不可缺少的重要材料．天然晶体无论在品种、质量和数量等方面，都远远不能满足近代科学技术发展的需要，因而促进了人工晶体的发展。特别是由于固体微电子学的日新月异的发展，更加需要品种繁多的大量的晶体材料，其中包括半导体晶体、电介质晶体、光学晶体、超硬晶体、绝缘晶体以及各种敏感晶体材料等．晶体材料处于材料科学发展的前沿。它与空间、电子、激光、红外、新能源开发等新技术密切相关．因此，晶体材料对近代科学技术的发展起到了重要的推动作用．110.1.半导体晶体半导体在人

2、工晶体中占有头等重要的地位，现已形成一个独立的分支学科．半导体工业的发展来源于半导体单晶材料，它是微电子技术、光电子技术的主要基础材料．五十年代初，用提拉法生长了锗(Ge)单晶、硅(si)单晶，稍后，发展了锗(Ge)的区域提纯技术和硅(si)的无坩埚区域提纯技术，从而成功地生长出高纯度的锗、硅单晶，大大地推动了半导体器件的发展。2在半导体晶体材料中，目前，除了向大直径、高纯度、高均匀度以及无缺陷的方向发展的硅单晶以外．近些年来，人们对III—V族半导体晶体材料也发生了浓厚的兴趣，这是因为III—V族半导体晶体材料能满足多种性能的需求．

3、这种半导体晶体材料在新技术中的应用，主要用于包括高速信号处理、通信、传感、显示以及许多其他方面．用金属—半导体场效应晶体管、结型场效应晶体营、双极晶体管、肖脱基二极管、发光二极管、光探测器、光波导、声表面浊和其他功能器件的各种组合元件构成的集成电路正在不断探索、发展和应用。典型的有砷化镓(GeAs)单晶体、氮化镓（GaN）单晶体等。310.2.压电晶体材料水晶具有频率稳定的特性，这是一种较理想的压电晶体材料，可广泛地应用于制作谐振器、滤波器、换能器和声表面波器件等．到了八十年代的今天，由于电子技术的需求，大大地促进了人工水晶的研究和发

4、展，其产量也大幅度地增长。近些年来，人们又研制成功了许多新型的压电晶体，主要有钙钛矿型结构的铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTa03)、铌酸钾(KNbO3)、钽酸钾(KTa03)等晶体，和钨青铜型结构的铌酸铅钡(SBN)、铌酸钡钠(BNN)和铌酸钾锂(KLiNbO3)等晶体，以及层状结构的钛酸铋和锗酸铋等晶体．4利用压电晶体制成的器件，种类繁多，从军用到民用，例如：利用晶体的正电效应制成的传感器有：振动速度计、血压计、呼吸心音测定仪、压电按钮和流体监控器等，利用晶体的逆压电效应可作滤波器、放大器、压电键盘等；利用压电振子的伸缩性能

5、，可制作位移发生器、压电继电器、压电毛细管注液器、压电泵和压电阀门等．在压电器件中，发展既快，而又用得最多的是超声换能器，这种超声换能器在军队中是用于水下接收和发射，在民用中是用于超声医疗、探伤、清洗和乳化等．在同一仪器装置中，既可利用晶体的压电效应，又可利用其逆压电效应，便可构成一种具有特殊功能的压电器件，如：压电陀螺、线性加速计和压电变压器等．510.3.热释电晶体材料六十年代中期，先后出现了热敏类的热释电探测器．所用的晶体材料为硫酸三甘肽(TGS)晶体系列．硫酸三甘肽晶体系列是当前国内外研究得最多的一种热释电晶体．到了七十年代，

6、又相继出现了性能更好的铌酸锂、钽酸锂、钛酸铅、锗酸铅等热释电晶体．6掺杂TGS和钽酸锂晶体两种热释电探测器的应用范围在国内现已逐渐得到推广，例如：利用这两种探测器可作为红外分光光度计的接收器、红外分光测量系统、傅里叶光谱仪接收器、远红外激光测定器、对辐射功率定标、激光通信中的接收器、红外辐射测温等．在国外，各种类型的热释电红外探测器件已广泛地用于国防、医疗、工业和家用电器等领域，诸如：入侵报警、火灾报警、非接触测温、温度异常控制、烹调控温和高级玩具等．710.4.磁性晶体材料磁性材料可分为金属磁性材料和非金属磁性材料两大类．金属磁性多

7、晶材料(如：硅铁合金、铁镍合金等)在电力、电信和自控等方面都得到了广泛的应用。铁氧体是属于非金属磁性材料，它是由铁和其他一种或多种金属组成的复合氧化物，铁氧体磁性材料可分为软磁铁氧体、硬磁铁氧体、旋磁铁氧休、矩磁铁氧体和压磁铁氧体等五种．8软磁铁氧体如锰锌铁氧体和镍锌铁氧体等，这种铁氧体在较弱的磁场作用下易磁化，也易退磁化，主要用作各种电感器件，如滤波器磁芯、变压器磁芯、天线磁芯、偏转磁芯以及多路通信等的记录磁头的磁芯．钡铁氧体等硬磁铁氧体(又称永磁铁氧体)主要用于电信器件中的录音器、微音器、拾音器、电话机以及各种仪表中的磁铁等。旋磁

8、铁氧体，又称微波铁氧体，如镁锰铁氧体、钇铁石榴石铁氧体等主要用于雷达、通信、导航、退测、遥控等电子设备．矩磁铁氧体是指具有矩形磁滞回线的铁氧体，如：镁锰铁氧体和锂锰铁氧体等，这种材料主要用作各种类型电子计算机的存储磁芯、