Структура матеріалів
Структура матеріалів є своєрідним записом історії утворення матеріалу.
Вона обумовлює, як правило, всі його основні функціональні характеристики.
Структура
Впорядковані
кристалічні структури
Часткова
невпорядковані структури Відсутність
далекого упорядкування
Кристали з різною
структурою
Топологія
каркасу
Скло,
рідина Композитні
кристалічні структури
Роз-
1D
мір-
2D
ність
3D 
Кластрати, інтерколяти
Полімери
Надструктурні
утворення
Тверді
розчини Поліморфічні
утворення
Рис.1.8.
Класифікація матеріалів за особливостями
їх структури та будови
Найбільш цікавими для функціональної електроніки є впорядковані кристалічні структури, тобто кристалічні матеріали. Можливі лише 14 різних за структурою просторових решіток, які є основою 7 кристалографічних класів: кубічні, тетрагональні, гексагональні, тетрагональні, ромбічні (або орторомбічні), моноклінні та триклинні. За наявністю або відсутністю центра симетрії кристали поділяють на центросиметричні та ацентричні. Топологія каркасу - це його геометрична форма. Деякі сполуки кристалізуються в об’ємні злитки певної форми (3D-мірність), деякі – у шарувату квазидвомірну структуру (2D- мірність), а деякі мають вигляд довгих ниток (1D-мірність). Поліморфізм – це здатність кристалів існувати у кількох структурних модифікаціях при одному й тому ж хімічному складі. Наприклад, α- Sn – напівпровідник з кубічною кристалічною граткою, β-Sn – з тетрагональною граткою.
Тверді розчини – однорідні кристалічні речовини, що складаються з кількох компонентів та зберігають однорідність, якщо змінювати концентрацію компонентів. Надструктурні утворення виникають у легованих кристалах чи твердих розчинах (або сплавах), коли атоми домішки упорядковано розташовуються, утворюючи періодичну гратку з періодом, що перебільшує перід гратки основного кристала. Полімери – органічні високомолекулярні сполуки, молекули яких мають будову у вигляді ланцюжків. Композити – матеріали , що складаються з двох або більше компонентів з чітко визначеною межою розділу між ними тановими властивостями, що не притаманні жодному з компонентів. Кластер – сукупність атомів чи молекул, що виділяється за якимость фізичними або хімічними ознаками від інших подібних мікрооб’єктів та об’єднуються у стійкі утворення – кластрати; інтерколяти – кристали шарового типу, у яких між шарами введені додаткові атоми або молекули.
Функціональні властивості матеріалів
У наступній класифікації визначені основні типи матеріалів за ознаками їх надзвичайно різноманітної функціональної активності.
Матеріали
з особливими електричними властивостями Матеріали
з особливими оптичними властивостями
Матеріали
з особливими магнітними властивостями Матеріали
з особливими теплофізичними властивосями
Функціонально активні матеріали
Біоматеріали Наноматеріали
Гібридні
матеріали Органічні
матеріали
Рис.1.9.
Класифікація матеріалів за особливостями
їх функціональних фізичних властивостей
Серед електричних властивостей особливе місце займає високотемпературна надпровідність, діелектрична нелінійність, сегнетоелектричний ефект, особливими магнітними властивостями є феромагнетизм, магніторезистивний ефект, серед оптичних ефектів, відзначимо електро-, акусто- та магнітооптичні, фоторефрактивні та фотохромні ефекти, обертання площини поляризації світла, люмінесцентні властивості, піроефект та багато інших ефектів. Окремо визначені матеріали зі специфічними властивостями. Наприклад, наноматеріали мають так звані розмірні ефекти (квантовий ефект Холла, тощо), біоматеріали (наприклад, хлорофіли) здатні виробляти під дією світла електрорушійну силу. Органічні матеріали – молекулярні кристали (наприклад, бензол, антрацен, пентацен, полівенілденхлорид), що поєднують у собі властивості атомних або іонних кристалів із властивостями індивідуальних молекул. Гібридними є матеріали, утворені шляхом сполучення різних матеріалів, наприклад, в аморфний діелектрик введять частинки металу.
.