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电子信息材料 教材： 李言荣 《电子材料导论》 参考书：贾德昌 《电子材料》 本课内容 一、绪论 二、导电材料 三、电阻材料 四、超导材料 五、半导体材料 六、电解质材料 七、光电子材料 八、磁性材料 九、敏感材料 电子材料：指与电子工业有关的、在电子学与微电子学中使用的材料。包括介电材料、半导体材料、压电与铁电材料、导电金属及其合金材料、磁性材料以及其他相关材料。是制作电子元器件和集成电路的物质基础。 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 1．按电子材料的用途分类 2．按电子材料的组成分类 金属纳米颗粒对光吸收显著增加；熔点会显著下降。金的熔点在一般情况下是1064℃,2nm的金颗粒熔点降为330℃ 。 纳米陶瓷只需用不高的温度即可将其熔化并烧结成耐高温的元件。普通陶瓷没有足够的韧性。而纳米陶瓷甚至能够具有超塑性质。 Intel Pentium (III) Microprocessor 在计算机技术发相展的今天，计算机辅助设计 与计算机模拟(又称计算机仿真)正在成为各个 研究领域的单独分支。同样地，用于电子材料 科学中的计算机辅助设计与模拟正成为研究 电子材料科学的一个重要组成部分。 传统研究材料的方法： 通过大量实验来验证或研究材料的某种性能。 通过大量或重复的试验来改善工艺以得到较好的工艺参数。 计算机模拟材料行为： 材料计算机模拟直接从理论出发，根据所需要的材 料性质，通过计算机软件设计出符合要求的材料结 构，然后通过计算机的模拟计算获得材料的性质 计算机模拟与一般实验的最大差别在于： 一般的实验系统是一个“黑箱”，人们只能通过结 果的输出来了解实验的客体。 计算机是按中则是完全“透明”的，模拟给出 的各种微观信息足以描述系统的静态和动态行为。 计算机模拟可以在分子水平上跟踪体系。 计算机模拟完全依赖于最基本的物理、化学定律，以及可以自由控制各种近似参数，因此它能提供关于 问题的相关物理信息。通过改变这些微观物理、化学 的控制信息，进而改变宏观的材料性能。 MC比较适合于研究材料中的随机过程 主要应用于模拟： 薄膜生长 晶粒长大 扩散 相变 缺陷行为 碰撞和渗流等过程 MC解题归结为三个主要步骤： 举例： MC方法模拟晶粒的长大 用MC方法模拟晶粒长大步骤： 1. 建立一个网络体系（概率模型） 给网络的每个格点赋一个正整数 Si (1Si Q)代表该格点处的晶粒取向。 Q越大，表示晶粒取向越多，考虑实际材料的结晶性质。所以Q应足够大。 2. 然后将连续的组织离散化 如果一个格点和相邻的格点取向相同 晶粒 (格点) 如果一个格点和相邻的格点取向不同 晶界 (实线) 晶粒长大的驱动力来自界面能。 任一格点i的能量Ei可描述为： MC方法模拟晶界移动 随机选取格点，取向Si 计算任一格点Ei 在剩下Q-1个晶粒取向中尝试任选一个取向Si′ 重新计算任一格点Ei ′ 纳米电子材料主要应用方面： 纳米磁记录材料 纳米半导体催化材料 陶瓷增韧 与传 统 的 无机材料相比有机材料具有质量轻、易成型、结构易变和半导体特性等优点，日益引起人们的兴趣和重视成为材料科学研究的热点长期以来，有机电子材料用做电子元器件的绝缘材料、电容器介质材料、液晶显示材料、包封材料和用来控制多层布线浆料和厚膜浆料中的流变件、触变性的改性材料等。目前常用的： 2. 有机电子材料应用不断扩大 有机导电材料 有机压电材料 有机光电材料 有机磁性材料 3. 电子薄膜材料将成为主流 电子薄膜材料：是微电子、光电子、信息存储、传感器、光学等领域的重要组成部分，它的制备与评价是微电子、光电子及其它的电子器件的基础 。 4 计算机技术与电子材料 原料 磁学性能 力学性能 热学性能 电学性能 研究某种纳米材料的性能过程： 粉末 或膜制备 成型处理 烧结 根据材料的宏观特性 利用固体物理、量子化学、 统计力学、计算数学知识 计算机模拟 部分真实实验 或设计材料的结构 通过计算机软件 材料性能 根据一定的 模拟方法 计算机模拟:通过理论，从微观上研究原子间的相互作用.通过计算，模拟材料的组分、结构与性能，进而深入研究材料的各参数间的最佳组合，从而进行材料