- •Оглавление
- •Классификация мэт
- •Проводниковые материалы
- •Физическая природа электропроводности металлов
- •Зависимость электропроводности металлов от температуры и примеры
- •Электрические свойства металлических сплавов
- •Сопротивление проводников на высоких частотах
- •Сопротивление тонких металлических плёнок. Размерный эффект
- •Контактные явления в металлах
- •Материалы высокой проводимости. Медь
- •Алюминий
- •Сверхпроводящие металлы и сплавы
- •Специальные сплавы
- •Сплавы для термопар
- •Сплавы для корпусов приборов
- •Тугоплавкие металлы
- •Благородные металлы
- •Неметаллические проводящие материалы
- •Полупроводники. Классификация полупроводниковых материалов
- •Собственные и примесные полупроводники
- •Температурная зависимость концентрации носителей заряда.
- •Подвижность носителей заряда в полупроводниках
- •Электрофизические явления в полупроводниках.
- •Кремний
- •Физико-химические и электрические свойства Si
- •Марки кремния.
- •Германий
- •Физико-химические и электрические свойства германия
- •Карбид кремния (SiC)
- •Полупроводниковые соединения аiii вv
- •Твердые растворы на основе аiii вv
- •Полупроводниковые соединения aiibvi и трз на их основе
- •Полупроводниковые соединения aivbvi и трз на их основе
- •Диэлектрики, классификация, основные свойства
- •Электропроводность диэлектриков
- •Потери в диэлектриках
- •Пробой диэлектриков
- •Полимеры в электронной технике
- •Композиционные пластмассы и пластики
- •Электроизоляционные компаунды
- •Неорганические стекла
- •Ситаллы
- •Керамики
- •Активные диэлектрики
- •Сегнетоэлектрики
- •Пьезоэлектрики
- •Пироэлектрики
- •Электреты
- •Жидкие кристаллы
- •Материалы для твердотельных лазеров
- •Магнитные материалы. Их классификация
- •Магнитомягкие материалы
- •Магнитотвердые материалы
- •Технология получения материалов электронной техники Методы получения тонких пленок
- •Вакуумные методы. Термическое вакуумное напыление.
- •Кинетика процесса конденсации. Роль подложки
- •Создание вакуума в вакуумных установках
- •Измерение вакуума
- •Вакуумные установки термического напыления
- •Катодное вакуумное распыление (диодное)
- •Ионно - плазменное распыление
- •Эпитаксиальные процессы в технологии материалов электронной техники
- •Механизм процесса эпитаксии
- •Автоэпитаксия кремния
- •Гетероэпитаксия кремния
- •Эпитаксия полупроводниковых соединений аiiibv и трз на их основе
- •Температурно - временной режим эпитаксии
- •Эпитаксия SiC
- •Оборудование для наращивания эпитаксиальных слоев
- •Элионные технологии
- •Ионно-лучевые установки
- •Механическая обработка полупроводниковых материалов
- •Шлифование и полирование пластин
- •Химическая обработка поверхности полупроводника
- •Методы отчистки поверхности
- •Фотолитография (операции, материалы)
- •Нанотехнология, определения и понятия
- •Инструменты для измерения наноструктур
- •Наноструктуры и наноустройства
- •Методы нанотехнологий
Пьезоэлектрики
Материалы с сильно выраженным пьезоэлектрическим эффектом – поляризацией диэлектриков под действием механических напряжений. Явление открыто в 1880 году братьями Кюри.
Q=d∙F;
где d – пьезомодуль, значение которого может составлять до 10-10 Кл/Н
Эффект обратим – изменяя Е, изменяются геометрические размеры пьезоэлектрика.
1. Ими могут быть либо ионные, либо сильно поляризованное диэлектрики.
2. Второе условие – отсутствие центра симметрии в структуре диэлектрика.
3. Третье условие – высокое удельное сопротивление материала.
Известно более 1000 пьезоэлектриков. Однако чаще всего используется монокристаллический кварц ( - кварц, устойчив до 573оС). Это – горный хрусталь. Атомы Si в структуре кварца располагается по винтовой линии. Кроме кварца используется Li2SO4, сегнет. соль, NH4H2PO4, LiNO3, LiTaO3.
Большое распространение для изготовления активных элементов большого размера и сложной формы получила пьезокерамика (поляризованная сегнетокерамика) - PbZrO3 – PbTiO3 (цилиндры гидролокатора, микрофоны, ультразвуковые генераторы, телефоны, детонаторы для оружия и поджига газовых смесей).
Плоскопараллельная кварцевая пластина с электродами – пьезоэлектрический резонатор, т.е. колебательный контур с определенной частотой колебания. Добротность 106-107. Используется как высокочувствительный детектор газоанализоторов.
Пироэлектрики
Пироэлектрический эффект – это изменение спонтанной поляризованности при изменении температуры.
Уравнение эффекта – dPспонт.=pdT, где р – пироэлектрический коэффициент. При неизмененной Т спонтанный электрический момент диэлектрика скомпенсирован.
Пироэлектрическими свойствами обладают LiSO4, турмалин, сегнетоэлектрики, триглицинсульфат (ТГС). Для ТГС р =360мкКл/м2∙К, т.е. для пластинки толщиной 1 мм, при нагреве на 1о приобретенный заряд обеспечивает разность потенциалов 1600В.
Используется для датчиков ИК и СВЧ излучения. Недороги, широкий спектральный диапазон чувствительности, не требуют охлаждения, быстродействие до 10МГц, однако не избирательны и уступают по чувствительности полупроводникам.
Электреты
Диэлектрики, длительно сохраняющие поляризацию и создающие в связи с этим электрическое поле в окружающем пространстве (аналог постоянного магнита).
Выделяют:
Термоэлектреты. Получают в сильном электрическом поле с охлаждением (смесь канифоли и пальмового воска).
Фотоэлектреты – получают при одновременном воздействии электрического поля и света (CdS, сера). Работают в темноте.
Электроэлектреты – короноэлектреты. Получают в сильном электрическом поле.
Воздействия на диэлектрики приводят к созданию структурных дефектов. Время жизни материалов в электретном состоянии от месяцев до десятков лет. Сильно зависит от температуры и влажности среды. С их повышением состояние может исчезнуть.
Практическое применение получили пленки лавсана, поликарбоната, политетрафторэтилена (фторопласт - 4). При повышении влажности наиболее стабилен лавсан.
Используется для изготовления микрогенератов переменного тока, микрофонов, телефонов, дозиметров, измерителей атмосферного давления и влажности, пылеулавливателей, электрофотографии.