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1、 上一内容 下一内容 回主目录O返回光电信息材料与器件Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回相关书目信息材料导论 林 健 化学工业出版社电子材料导论 李言荣 等 清华大学出版社无机材料化学 林建华 等 北京大学出版社传感器敏感功能材料及应用 倪星元 等 化学工业出版社OLED有机电致发光材料与器件 陈金鑫 等 清华大学出版社微系统和纳米技术 周兆英 等 科学出版社Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回授课安排授课老师: 仪明东E-mail: 地址：教5-310房间考核方式: 开卷考试专题讨论 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回课程特点和内容多：内容丰富, 信息量大 杂：林
2、林总总, 各式各样 目的：开拓知识面，有助于今后的研究工作特 点内 容第一章 导论 第二章 物质结构基础 第三章 半导体材料与微电子器件 第四章 光电子材料基础 第五章 信息传感材料第六章 信息存储材料 第七章 信息传输材料 第八章 信息显示材料 第九章 信息材料与纳米技术Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回第一章 导论现代经济 重要支柱能源材料信息无机 材料有机 材料Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回信息技术获取储存传输显示二十一世纪信息时代Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回Internet of ThingsDate 上一内容 下一内容 回主目录O返回材料的分类
3、分类方式 类别 性能特征 功能材料、结构材料 化学键金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材 料 功能电功能材料、磁功能材料、热功能材料、力功能材料、 光功能材料、声功能材料、化学功能材料、生物医学功 能材料和核功能材料 服役领域 建筑材料、生物医学材料、信息材料、能源材料形态和结构薄膜材料、超微细材料、纤维材料、多孔材料、无气孔 材料、复合材料、多层材料与非晶材料、纳米材料、弥 散强化材料 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回信息材料的概念 所谓的信息材料是指用于信息的获取、存 储、处理、传递和显示的微电子材料和光 电子材料。 信息材料 information materia
4、ls微电子材料microelectronics materials光电子材料 photoelectron materials Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回信息材料的分类 1.信息处理材料：微电子材料（Si,GaAs,SOI,III-IV） 2.信息存储材料：磁性合金薄膜，存储介质，有机存储 材料 3.信息传递材料：溶石英光纤 4.信息显示材料：液晶，有机电子材料，荧光粉 5.信息获取材料：探测器材料（III-IV和II-VI为主），传 感器材料 6.激光材料：氧化物玻璃，非氧化物玻璃，晶体Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回信息材料的发展历程 微电子材料光电子材料三极管
5、集成电路GeSiMOS光探测器激光器光纤CdSNd3+:YAG光信息器件超晶格Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回信息传感材料Charge CurrentMagnet- izationStrainTemperatureLightElectric Field Permittivity ConductivityElect.-mag. effectConverse Piezo-effectElect.-caloric effectElect.-opic effectMagnetic FieldMag.-elect. effectPemeabilityMagneto- strictionMag
6、.-caloric effectMag.-optic effectStressPiezoelectric effectPiezomag. effectElastic constantPhotoelastic effectHeatPyroelectric effectThermal expansionSpecific heatLightPhotovoltaic effectPhotostrictionRefractive indexINPUTMATERIAL DEVICEOUTPUTOUTPUT INPUTSensorActuatorDateTechnology Progress19478 la
7、yers Cu30nm Gate LgInterconnect Transistor2006Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回显示技术发展趋势第一代技术第二代技术第三代技术晶体管显示器CRT液晶显示器LCD 等离子显示器PDP场发射显示器 FED 有机高分子 平板显示器 OLED 非平板显示 平板显示 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回OLED British Museum; 4th century A. D.) When illuminated from outside, it appears green. However, when Illuminated from w
8、ithin the cup, it glows red. Red color is due to very small amounts of gold powder (about 40 parts per million)DateAdhesion CohesionAdhesion CohesionAdhesion CohesionDate 上一内容 下一内容 回主目录O返回量子尺寸效应：量子尺寸效应：低维结构中电子运动因受约束而出现的量子能级分 裂、带隙增大等效应称为量子尺寸效应。 当量子阱的宽度w等于或小于电子的德布洛意波长d时，处于量 子阱中的电子沿量子阱生长方向的运动受到限制而不能自由运
9、动； 这时，电子的能态由体材料的连续分布变为一系列的离散量子能级 。按照量子力学计算，量子能级间的能量差 与量子阱的宽度 w 的平方成反比。W 越小， 越大，即电子受约束的程度越强。 量子尺寸效应会导致材料的光、电、磁学等性质的显着改变。 如量子阱材料具有比体材料大得多的低维激子束缚能和振子强度以 及量子限制Stark效应等，这为新一代量子器件（如，量子阱、量 子点激光器，光双稳器件和光调制器等）的研制打下了科学基础。Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回LLA 若粒子的动能比势垒高度低，在经典力学里，左面阱里的粒子A, 是无法越过势垒而到右面阱中去的。但在量子力学中，粒子具有粒 子和波
10、的双重特性，如果势阱的垒宽L与粒子A的平均自由程相比拟 或小时，则粒子有一定的几率穿透过势垒（见右图）！在势阱中粒 子的能量也是量子化的。量子隧穿效应量子隧穿效应Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 如果一个量子点通过两个微小隧道结与电源（电子库）相连，系统的 电容之和（如小于10-18法拉）足够小，当外加电压小于一个阈值时，并 无电流通过；因为只要有一个电子进入量子点，系统的静电能就会增加 并阻止随后第二个电子进入同一个量子点，这种现象叫做库仑阻塞（ Coulomb blockade）效应，电流-电压特性见右下图示。 基于库仑阻塞效应可以制造多种量子器件，如单电子器件和量子点旋 转门
11、等。单电子器件不仅在超大规模 集成电路制造上有着重要应用前景， 而且还可用于研制超快、超高灵敏静 电计，其分辨率可高达1.210-5e/H z1/2,可用来检测小于万分之一电子电荷的电量。 库仑阻塞效应库仑阻塞效应Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回Synthesis and preparation of nanomaterialsDate双亲分子及其结构 表面活性剂、溶致液晶 Critical Micelle Concentration 构象的种类：micelles ,lamellar, hexagonal, cubic 常用几种表面活性剂： 阳离子：CTAB, 阴离子：SDS,H
12、atomC atomN atom Inorganic speciesLamellar 反CubicCubic反HexagonalHexagonal反胶束胶束O atomS atomCTABSDSDate 上一内容 下一内容 回主目录O返回Harvesting of light Quantum dots of different size can harvest light of different wavelengths(World largest panel fabrication by Nanosolar in Berlin)Industry: “Despite a sluggish fo
13、recast for the overall high-tech industry in 2009, nanomaterials for solar cells grew 47% in 2008 and is projected to grow another 44% in 2009” (The Information Network, Feb 5, 2009)Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回Carbon nanotubes clothDateDate 上一内容 下一内容 回主目录O返回Piezoelectric Nanogenerators Date 上一内容 下一内容 回主目录
14、O返回原子结构与物质Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回薛定谔方程- 描述原子核外电子运动的波动方程（在以 x , y , z为变量的正交坐标系中） 用波动方程描述微观粒子运动的科学称为波动力学或量子力学Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回氢原子的量子力学模型n （主量子数） = 1, 2, 3, 4, 5 l （角量子数） = 0, 1, 2, 3, 4 n 1m（磁量子数） = 0, 1, 2, . lDate 上一内容 下一内容 回主目录O返回s 轨道(l = 0, m = 0 ) : m 一种取值, 空间一种取向, 一条 s 轨道p 轨道(l = 1, m = +1,
15、0, -1) m 三种取值, 三种取向, 三条等价(简并) p 轨道Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回d 轨道(l = 2, m = +2, +1, 0, -1, -2) : m 五种取值, 空间五种取向, 五条等价(简并) d 轨道Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回1 价健理论 化学键键：重叠轨道的电子云密度沿键 轴方向的投影为圆形，表明电子云密 度绕键轴（原子核之间的连线）对称 。形象的称为“头碰头”。 键：重叠轨道的电子云密度绕键轴不完全对称。形象的称为 “肩并肩”。C2H4分子Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回2 离子健理论离子键 - 原子间通过正、负离子电性吸引的互相作用称为离子键。离子键的特点 没有方向性 没有饱和性Dater+/r- = 0.225 0.414ZnS型 配位数：4r+
