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半导体的应用最好说详细点。

发布时间:2019-07-03 05:46 来源:未知 编辑:admin

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  展开全部试想过你的生活缺少了数字是什么概念吗?那将是一个混乱的世界,无论是你的手机号码、你的身份证号码、还是你家的门牌号,这些全部都是用数字表达的!电子游戏、电子邮件、数码音乐、数码照片、多媒体光盘、网络会议、远程教学、网上购物、电子银行和电子货币……几乎一切的东西都可以用0和1来表示。电脑和互联网的出现让人们有了更大的想象和施展的空间,我们的生活就在这简单的“0”“1”之间变得丰富起来、灵活起来、愉悦起来,音像制品、手机、摄像机、数码相机、MP3、袖珍播放机、DVD播放机、PDA、多媒体、多功能游戏机、ISDN等新潮电子产品逐渐被人们所认识和接受,数字化被我们随身携带着,从而拥有了更加多变的视听新感受,音乐和感觉在数字化生活中静静流淌……

  数字生活已成为信息化时代的特征,它改变着人类生活的方方面面,在此背后,隐藏着新材料的巨大功勋,新材料是数字生活的“幕后英雄”。

  计算机是数字生活中的重要设备,计算机的核心部件是中央处理器(CPU)和存储器(RAM),它们是以大规模集成电路为基础建造起来的,而这些集成电路都是由半导体材料做成的,Si片是第一代半导体材料,集成电路中采用的Si片必须要有大的直径、高的晶体完整性、高的几何精度和高的洁净度。为了使集成电路具有高效率、低能耗、高速度的性能,相继发展了GaAs、InP等第二代半导体单晶材料。SiC、GaN、ZnSe、金刚石等第三代宽禁带半导体材料、SiGe/Si、SOI(Silicon On Insulator)等新型硅基材料、超晶格量子阱材料可制作高温(300~500°C)、高频、高功率、抗辐射以及蓝绿光、紫外光的发光器件和探测器件,从而大幅度地提高原有硅集成电路的性能,是未来半导体材料的重要发展方向。

  人机交换,常常需要将各种形式的信息,如文字、数据、图形、图像和活动图像显示出来。静止信息的显示手段最常用的如打印机、复印机、传真机和扫描仪等,一般称为信息的输出和输入设备。为提高分辨率以及输入和输出的速度,需要发展高灵敏度和稳定的感光材料,例如激光打印机和复印机上的感光鼓材料,目前使用的是无机的硒合金和有机的酞菁染料。显示活动图像信息的主要部件是阴极射线管(CRT),广泛地应用在计算机终端显示器和平面电视上,CRT目前采用的电致发光材料,大都使用稀土掺杂(Tb3+、Sn3+、Eu3+等)和过渡元素掺杂(Mn2+)的硫化物(ZnS、CdS等)和氧化物(Y2O3、YAlO3)等无机材料。

  为了减小CRT庞大的体积,信息显示的趋势是高分辨率、大显示容量、平板化、薄型化和大型化,为此主要采用了液晶显示技术(LCD)、场致发射显示技术(FED)、等离子体显示技术(PDP)和发光二极管显示技术(LED)等平板显示技术,广泛应用在高清晰度电视(HDTV)、电视电话、计算机(台式或可移动式)显示器、汽车用及个人数字化终端显示等应用目标上,CRT不再是一支独秀,而是形成与各种平板显示器百花争艳的局面。

  在液晶显示技术中采用的液晶材料早已在手表、计算器、笔记本电脑、摄像机中得到应用,液晶材料较早使用的是苯基环己烷类、环己基环己烷类、吡啶类等向列相和手征相材料,后来发展了铁电型(FE)液晶,响应时间在微秒级,但铁电液晶的稳定性差,只能用分支法(side-chain)来改进。目前趋向开发反铁电液晶,因为它们的稳定性较高。

  液晶显示材料在大屏幕显示中有一定的困难,目前作为大屏幕显示的主要候选对象为等离子体显示器(PDP)和发光二极管(LED)。PDP所用的荧光粉为掺稀土的钡铝氧化物。用类金刚石材料作冷阴极和稀土离子掺杂的氧化物作发光材料,推动场发射显示(FED)的发展。制作高亮度发光二极管的半导体材料主要为发红、橙、黄色的GaAs基和GaP基外延材料、发蓝光的GaN基和ZnSe基外延材料等。

  由于因特网和多媒体技术的迅速发展,人类要处理、传输和存储超高信息容量达太(兆兆)数字位(Tb,1012bits),超高速信息流每秒达太位(Tb/s),可以说人类已经进入了太位信息时代。现代的信息存储方式多种多样,以计算机系统存储为例,存储方式分为随机内存储、在线外存储、离线外存储和脱机存储。随机内存储器要求集成度高、数据存取速度快,因此一直以大规模集成的微电子技术为基础的半导体动态随机存储器(DRAM)为主,256兆位的随机动态存储器的晶体管超过2亿个。外存储大都采用磁记录方式,磁存储介质的主要形式为磁带、磁泡、软磁盘和硬磁盘。磁存储密度的提高主要依赖于磁介质材料的改进,相继采用了磁性氧化物(如g-Fe2O3、CrO2、金属磁粉等)、铁氧体系、超细磁性氧化物粉末、化学电镀钴镍合金或真空溅射蒸镀Co基合金连续磁性薄膜介质等材料,磁存储的信息存储量从而有了很大的提高。固体(闪)存储器(flash memory)是不挥发可擦写的存储器,是基于半导体二极管的集成电路,比较紧凑和坚固,可以在内存与外存间插入使用。记录磁头铁芯材料一般用饱和磁感大的软磁材料,如80Ni-20Fe、Co-Zr-Nb、Fe-Ta-C、45Ni-55Fe、Fe-Ni-N、Fe-Si、Fe-Si-Ni、67Co-10Ni-23Fe等。近年来发展起来的巨磁阻(GMR)材料,在一定的磁场下电阻急剧减小,一般减小幅度比通常磁性金属与合金的磁电阻数值约高10余倍。GMR一般由自由层/导电层/钉扎层/反强磁性层构成,其中自由层可为Ni-Fe、Ni-Fe/Co、Co-Fe等强磁体材料,在其两端安置有Co-Cr-Pt等永磁体薄膜,导电层为数nm的铜薄膜,钉扎层为数nm的软磁Co合金,磁化固定层用5~40nm的Ni-O、Ni-Mn、Mn-In、Fe-Cr-Pt、Cr-Mn-Pt、Fe-Mn等反强磁体,并加Ru/Co层的积层自由结构。采用GMR效应的读出磁头,将磁盘记录密度一下子提高了近二十倍,因此巨磁阻效应的研究对发展磁存储有着非常重要的意义。

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