Chapter6 Electronic and Microelectronic Materials
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4.生物传感器
葡萄糖传感 器、尿素传 感器、乳酸 传感器、胆 固醇传感器
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5.气体传感器
导电高分子与大气某些介质作用 ----电导率改变, 除去介质 ----恢复 （掺杂/或脱掺杂过程）
– 萤石结构氧化物 (ZrO 2、HfO 2、CeO 2等) – 钙钛矿结构氧化物 (LaAlO 3、CaTiO 3)。
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6.1.3 聚合物导电材料
? 种类：
–结构型导电高分子（本节内容） –复合型导电高分子（普通高分子混入导电填料）
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2.掺杂-脱掺杂过程可逆
导电高分子不仅可以掺杂，而且还可以脱掺杂， 并且掺杂- 脱掺杂的过程完全可逆。
3.响应速度快
(10 -13 sec)
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4.有电致变色性
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（2）离子导电陶瓷
? 利用离子的迁移导电（固体电解质，或快离 子导体）
? 阳离子导体：利用阳离子迁移导电
– 如? -Al2O3的系：通式为 nA 2O3?M2O，A代表三价 金属A1 3?、Ga 3?、Fe 3?等，M代表一价离子 Na ?、 K ?、H 3O ?等
? 阴离子导体：利用O2-或F-阴离子迁移导电
可用作选择性高、灵敏度高和重复性好的气体 传感器。
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6.雷达隐身材料
导电性可以在绝缘体、半导体、金属导体 之间变化——不同的吸波性能
密度小——轻 加工性能——薄 稳定性较好——高温使用
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(
N
N)
全氧 化态PNB 紫色 0.8V
+e -e
(
N
H
H+
N)
(
n
中 间 氧 化态EB 蓝 色
+e -e
(
NHN
NHN )
nn
全还原态LEB 淡黄 色 -0.2V
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N H
0.5V
+
N)
Hn
绿色
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Chapter 6 Electronic and Microelectronic Materials
电子与微电子材料
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本章内容
6.1 导电材料 6.2 介电材料 6.3 半导体材料 6.4 微电子材料与芯片
? 结构型导电高分子
–是指具有共轭 π键，其本身或经过“掺杂”后
具有导电性的一类高分子材料。
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名称
结构
种类
聚乙炔
聚噻吩
种 类
(
)
Sn
聚吡咯
(
)
Nn
H
聚苯胺
(
NH )n
聚苯
(
)
n
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– 如SiC、MoSi 2电热材料
? 某些氧化物陶瓷通过加热或者用其它的方法激 发，使外层电子获得足够的能量成为自由电子 而具有导电性
– 如氧化铝陶瓷、氧化钍陶瓷及由复合氧化物组成的 铬酸镧陶瓷，都是新型的高温电子导电材料
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面积和低成本等优点
“模板聚合、分子束沉积等
——实用化的突破口
方法制备“分子导线” 或导电高分子微管 (或纳米管 )
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3.二次电池
高分子掺杂态 储存电能、脱 掺杂过程中释 放电能 ——全塑电池
输出电压 3V、电池容量 3mA.h ，复充放电上千次
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6.1 导电材料
? 导电材料的定义 ? 载流子 ? 分类
6.1.1 金属导电材料 ? 分类 ? 作为金属导电材料使用的要求 ? 金属导电性的影响因素
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导电高分子的应用
导电高分子的应用
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1.发光二极管
2.分子导线
1990 年R. H. Friend 首次 一个分子类似于一根导线
报道
可用于高灵敏度检测、超大
高分子发光二极管具有 规模集成技术等 颜色可调、可弯曲、大
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导电机理
导电机理
自由基阳离子通过双键迁移 沿共轭高分子链传递
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1.电导率范围宽
导
电
高
分
子
的
导电高分子的特性
特
性
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6.1.2 快离子导体
? 肖特基导体（晶格空位机理）、弗仑克尔导 体（间隙离子运动）
? 本征离子电导和杂质离子电导 ? 快离子导体和固体电解质 ? 影响导电离子迁移的因素
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（1）电子导电陶瓷
? 非金属元素的碳化物、氮化物以共价键为主， 金属键为辅。这几类化合物构成的陶瓷都是电 子导电
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7.电显示材料
掺杂/脱掺杂实现导体-绝缘体之间的转变， 且电位、pH 、掺杂量等变化伴随颜色变化 ——可用于电显示
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