光电功能材料课程-1.ppt

* * 《光电功能材料》 刘 磊 Email:liulei442@mail.njust.edu.cn 开课学期：秋季 总学时：48学时 学分：3 课程名称：光电功能材料 英文名称：Advanced Functional Materials (Optoelectronic Functional Materials ) 教学方式：课堂讲授 考试方式：闭卷考试 参考教材：周馨我 主编，《功能材料学》，北京理工大学出版社，北京，2002年。 李玲等，《功能材料与纳米技术》，化学工业出版社，2002年 课程介绍 重点：光电功能材料 功能材料的概况 电功能材料 内容 光功能材料 光电功能薄膜材料 内容提要 目录 1. 功能材料发展概论 1.1 功能材料的定义与分类 1.2 功能材料的发展历史与趋势 2. 电功能材料 2.1. 导电材料 2.2 半导体材料 2.3 介电材料（电介质） 2.4. 铁电材料（强极性电介质） 2.5 超导材料 2.6 电功能材料的研究进展 3. 光功能材料及器件 3.1. 激光材料 3.2．非线性光学材料 3.3. 发光材料 3.4 光电显示材料 3.4. 光纤材料 3.5. 光伏材料与太阳能电池 3.7. 纳米材料 3.8. 其他光功能材料 4. 光电功能薄膜的制备 4.1 功能膜材料特点 4.2 光电功能膜材料制备 4.3 典型光电功能膜 总结（答疑） 第一章 功能材料的发展概况 功能材料的定义与分类 Materials：“Materials is the stuff from which a thing is made for using” 材料：“材料是可制造有用物品的素材” “材料科学” 主要包括物理、化学、生物等学科内容 材料 (用途) 结构材料（Structural Materials 宏观力学性能） 功能材料（Functional Materials 微观性能） 结构材料：能承受外加载荷而保持其形状和结构稳定的材料。如建筑材料，机器制造材料等，它具有优良的力学性能，在物体中起着“力能”的作用 功能材料：美国Bell Lab,J A Morton 1965年提出“具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学和生物学功能及其相互转化的功能，被用于非结构目的的高技术材料” Cu, Fe等 材 料 (属性) 金属材料 无机非金属材料（包括陶瓷材料） 有机材料（包括高分子材料） 复合材料 材 料 (形态) 晶体材料 液晶材料 非晶态材料 纳米材料 材 料 (功能) 物理功能材料：光、电、热、磁、声等 化学功能材料：感光、催化、防腐等 生物功能材料：仿生、医药等 功能转换材料：光电、磁光、热电等 单功能材料：电功能材料、光功能材料等 导电材料 半导体材料 介电材料 铁电材料 超导材料 电功能材料 光功能材料 激光材料与非线性光学材料 发光材料 光纤材料 太阳能材料 软磁材料 硬磁材料(永磁材料) 磁功能材料 多功能材料：如铁电材料（电光、声光、磁光、 光致色变材料） 材料的用途 （铝合金） 战机 舰船 导弹 火箭 人造卫星 战车 高速列车 汽车 高层 建筑 2. 功能材料的发展历史与趋势 旧石器时代：100万年前 新石器时代：1万年前 陶器：8000-9000年前 人面鱼纹彩陶盆(新石器时代·七千年前仰韶文化)高16.5厘米 口径39.5厘米20世纪50年代陕西省西安市半坡村出土现藏中国历史博物馆 唐三彩：盛行于唐代的陶器，以黄、褐、绿为基本釉色。 中国商代晚期（5000年前）的青铜器。1939年于河南安阳出土。因腹内壁铸有“司母戊”三字而得名。其合金成分为：铜84.77％，锡11.44％，铅2.76％，其他0.9％ 河北沧州铁狮子铸于后周广顺三年（公元953年），距今已有一千多年的历史 18世纪英国瓦特发明的第一台蒸汽机 -产业化革命的开始 中国1882年 1829年英国人乔治?史蒂芬森制造蒸汽机车 1831 英国 法拉第(Farady,1791-1867)发现电磁感应现象 1832 法国 必柯锡(Picosi,1808-1835)利用电磁感应现象制成发电机 19世纪发明了电动机（1834年德国的雅可比发明直流发动机，1888年南斯拉夫裔美国人特斯