电子功能材料的应用及发展展望

李 梅

西金山电器有限公司 陕西 咸阳 712000

1 电子功能材料简介

1.1 半导体材料 半导体材料是众多电子功能材料中的一种，由于它具备半导体的特点，导电介于导体和绝缘体二者之间，可以将它生产制造成导体器件和集成电路，如制造晶体管。半导体材料类型较多，可以通过组分对其进行分类，具体可以分为无机化合物半导体、元素半导体、有机化合物半导体、非晶态与液态半导体，元素半导体是非常常见的一种半导体材料类型，因不同类型的半导体材料性能不同，相较于硅，化合物半导体既有优势也有缺陷，如将砷化镓与硅进行对比，可以看出砷化镓的电子迁移率比硅高6倍，在这种情况下，砷化镓的带隙更宽、操作更快、在高温条件下功率器件可以正常工作，且在室温条件下，低功率器件可以正常工作，产生的热噪音也极低。其次，在光电性质方面，砷化镓间接带隙更胜一筹，不但可以调节其宽度，而且可以与光纤损耗最小的波长进行匹配。砷化镓还可以在半绝缘状态下生长，可以将其制作成GaAs器件的晶格匹配绝缘衬底。而硅材料具备坚固、低成本、利用加工的优势，在这方面砷化镓却表现出来很大的不足，它不仅易碎，而且投入费用较高，绝缘层无法通过生长氧化层进行生产加工，因此，只有在硅材料数量无法满足实际需求时，才应用砷化镓材料。

1.2 介电材料 介电材料由许多物质组成，如固态、液态和气态等，由于它具有高电阻率、高介电常量的优点，一般用于制造生产电容器。市面上介电材料的种类较多，云母、橡胶、石油均为介电材料。其中云母和玻璃比较像，它具备易切割、绝缘性和耐热新强的特点，常用于生产制造电力电容器和热继电器；橡胶具备弹性高、形变可逆、绝缘性强的特点，常用于生产制造电容器。在电力输电线路中，绝缘子不可缺少，不仅可以固定和支撑线路，而且还可以在载流导体和大地之间起到绝缘作用。

1.3 磁性材料 在地球上，各种物质均会受到外磁场的干扰，出现磁化，磁化程度与物质有关。当物质磁化后，磁力等性质上存在较大区别，相关人员通过简单的方式对物质进行分类，可以将其分为亚铁磁性物质、铁磁性物质、顺磁性物质等。在这些物质类型中，铁磁性和亚铁磁性物质具备较强磁性，如铁、钴、镍等。另外，不同的磁性材料软硬存在较大差别，在对它们进行划分时，重要的判别标准是查看其是否容易去磁。一般，硬磁性材料指的是在高磁场环境下，对材料进行加工处理，不容易去磁的物质被称为硬磁性材料，如冰箱贴；而软磁性材料(如铁氧体、硅钢片等)经磁化处理后极易去除磁性；若需去除磁性材料的磁性，常用的方式是改变局部磁场。

2 电子功能材料的应用

2.1 电子功能陶瓷 电子陶瓷具备高强度、高耐腐蚀性、耐高温能力强等优势，而这些优势刚好符合生产电子器件的要求。通常，经喷雾干燥处理的氧化锌陶瓷中，含有一定量的氧化锌、氧化钴、氧化钛、隔离内孔等混合物，这些物质广泛应用于高压电路中电压保护元件的制造，通过干压方式压块成型，它的性能与掺入的颗粒物关系密切。要求生产出的氧化锌粉末需具备高流动性、高强度、高密度和较强的可压缩性，因此，在制造过程中应添加一些有机物，如润滑剂、粘合剂、增塑剂等。目前，市场中售卖的多种胶乳粘合剂可以生产制造氧化锌陶瓷粉末的聚乙烯醇。相关人员通过研究发现，这种类型粘合剂制造的氧化锌粉末，具备极强的特性。由于胶乳粘合剂中含有一定量的固体物质，添加此类固体的浆料粘度偏低，因此，可以通过提高固体比例的方式，使得喷雾干燥器的使用效率得到提升。

2.2 高精度传感器 现阶段，激光传感器是常用的高精度传感器，它的精度与光的单色性有关，光单色性越好，其精度越好。在众多光源中，激光是最佳光源，它的光源远优于最好的单色光源(氪-86灯)，一般，激光侧长的精度高、量程大。根据光学原理可以看出，单色光最大可测长度L与波长λ、谱线宽度δ间的关系为L=λ/δ。

用氪-86灯可测最大长度高达38.5cm，在测非常长的物体时，需通过分段测量方式完成测量，但其会降低测量精度；氦氖气体激光器可测的最大长度高达几十公里，在对数米间长度进行测量时，精度高达0.1微米。

2.3 液晶显示材料 液晶存在于常规液体与固体晶体二者间，既具备液体流动的特性，但分子又与晶体取向方式相似，存在多种液体相，在区分过程中，可以利用各种光学性质进行区分，如双折射。使用偏振光源在显微镜下观察时，每种液晶相的纹理有较大区别。每种纹理对比区域所对应的液晶分子，取向区域不在同一方向。但是，在同一个领域中，分子非常有序。LC材料无法全部处于液晶相(像水一样，可以凝结成冰或者蒸发为蒸汽)。通过对液晶进行分类，可以将其划分为热致沸性、金属相、溶致性。其中热致溶性和溶致液晶由有机分子和其他矿物质构成。在温度不断变化的情况下，热致变色液晶开始相变为液相；将溶剂型LC置入水溶剂中，其相变为液晶分子温度和浓度函数。金属同位素LC主要由有机和无机分子构成，在其向液晶相变过程中，不仅与温度和浓度关系密切，而且还与无机-有机组成比有关。

3 电子功能材料的发展展望

现阶段，随着科学技术和社会经济的不断发展，国家政府非常重视新型稀土永磁、生态环境材料、催化材料、生物医用与技术等行业的发展，并加大了专利保护的力度，但是，在电子功能材料方面，没有过多投入，申报的专利数较少，导致电子功能材料的研究与社会发展的步伐不匹配，特别是原创国际专利数量与我国的地位存在较大差异，另外，我国电子功能材料在系统整合方面还存在较多问题，需要加大其重视程度，追加资金投入，从而促进电子行业和微电子行业的进一步发展。

结束语

电子功能材料包含半导体材料、磁性材料和介电材料等，可以将这些电子功能材料制造成电子功能陶瓷、液晶显示材料、高精度传感器等，从而大大提高我国社会经济的发展。未来，国家需要追加电子功能材料研究的资金，不断创新和优化电子功能材料的性能，从而满足市场需求，进而为推动我国社会经济的发展奠定基础。