光电功能材料课程ppt课件.ppt

光电功能材料 刘磊Email 1 开课学期 秋季总学时 48学时学分 3课程名称 光电功能材料英文名称 AdvancedFunctionalMaterials OptoelectronicFunctionalMaterials 教学方式 课堂讲授考试方式 闭卷考试参考教材 周馨我主编 功能材料学 北京理工大学出版社 北京 2002年 李玲等 功能材料与纳米技术 化学工业出版社 2002年 课程介绍 2 重点 光电功能材料功能材料的概况电功能材料内容光功能材料光电功能薄膜材料 内容提要 3 目录 1 功能材料发展概论1 1功能材料的定义与分类1 2功能材料的发展历史与趋势2 电功能材料2 1 导电材料2 2半导体材料2 3介电材料 电介质 2 4 铁电材料 强极性电介质 2 5超导材料2 6电功能材料的研究进展 4 3 光功能材料及器件3 1 激光材料3 2 非线性光学材料3 3 发光材料3 4光电显示材料3 4 光纤材料3 5 光伏材料与太阳能电池3 7 纳米材料3 8 其他光功能材料 5 4 光电功能薄膜的制备4 1功能膜材料特点4 2光电功能膜材料制备4 3典型光电功能膜总结 答疑 6 第一章功能材料的发展概况 功能材料的定义与分类Materials Materialsisthestufffromwhichathingismadeforusing 材料 材料是可制造有用物品的素材 材料科学 主要包括物理 化学 生物等学科内容 7 材料 用途 结构材料 StructuralMaterials宏观力学性能 功能材料 FunctionalMaterials微观性能 结构材料 能承受外加载荷而保持其形状和结构稳定的材料 如建筑材料 机器制造材料等 它具有优良的力学性能 在物体中起着 力能 的作用功能材料 美国BellLab JAMorton1965年提出 具有优良的电学 磁学 光学 热学 声学 力学 化学和生物学功能及其相互转化的功能 被用于非结构目的的高技术材料 Cu Fe等 8 材料 属性 金属材料 无机非金属材料 包括陶瓷材料 有机材料 包括高分子材料 复合材料 材料 形态 晶体材料 液晶材料 非晶态材料 纳米材料 9 材料 功能 物理功能材料 光 电 热 磁 声等 化学功能材料 感光 催化 防腐等 生物功能材料 仿生 医药等 功能转换材料 光电 磁光 热电等 单功能材料 电功能材料 光功能材料等 导电材料半导体材料介电材料铁电材料超导材料 电功能材料 10 光功能材料 激光材料与非线性光学材料发光材料光纤材料太阳能材料 软磁材料硬磁材料 永磁材料 磁功能材料 多功能材料 如铁电材料 电光 声光 磁光 光致色变材料 11 材料的用途 铝合金 战机 舰船 导弹 火箭 人造卫星 战车 高速列车 汽车 高层建筑 12 2 功能材料的发展历史与趋势 13 旧石器时代 100万年前新石器时代 1万年前 14 陶器 8000 9000年前 人面鱼纹彩陶盆 新石器时代 七千年前仰韶文化 高16 5厘米口径39 5厘米20世纪50年代陕西省西安市半坡村出土现藏中国历史博物馆 唐三彩 盛行于唐代的陶器 以黄 褐 绿为基本釉色 15 中国商代晚期 5000年前 的青铜器 1939年于河南安阳出土 因腹内壁铸有 司母戊 三字而得名 其合金成分为 铜84 77 锡11 44 铅2 76 其他0 9 16 河北沧州铁狮子铸于后周广顺三年 公元953年 距今已有一千多年的历史 17 18世纪英国瓦特发明的第一台蒸汽机 产业化革命的开始 中国1882年 1829年英国人乔治 史蒂芬森制造蒸汽机车 18 1831英国法拉第 Farady 1791 1867 发现电磁感应现象1832法国必柯锡 Picosi 1808 1835 利用电磁感应现象制成发电机19世纪发明了电动机 1834年德国的雅可比发明直流发动机 1888年南斯拉夫裔美国人特斯拉发明了交流电动机 对材料的发展提出了更高的要求 19 有机及高分子材料的发展1909年的酚醛树脂1920年的聚苯乙烯1931年的聚氯乙烯1941年的尼龙 复合材料天然复合材料如木材 皮革 竹子等人工复合材料 如泥土中混入碎麻或麦秆用以建造房屋 钢筋水泥也就是脆性材料与韧性材料的复合材料 20 纳米材料 1986年 21 1906年 美国无线电工程师福雷斯特制成了世界上第一只具有放大作用的真空三极电子管 从而出现了无线电技术 电视机 电子计算机 半导体材料 22 1946年 美国物理学家莫奇利任总设计师 研制成功世界上第一台电子管计算机ENIAC 图中左为莫奇利 第一台电子管计算机 ENIAC 占地170m2 重30t 有1 8万个电子管 用十进制计算 每秒运算5000次 23 1947年第一只晶体管诞生 BellLab 1958年发明了集成电路 IC 1964年 美国IBM公司研制成功第一个采用集成电路的通用电子计算机系列IBM360系统 24 硅芯片 25 表1 1硅片的表面均匀度指标 表1 2超大规模集成电路光刻技术长期目标 ITRS 2003 26 光纤通讯 1970 27 28 表1 3 材料与人类文明的进步标志 29 游效曾著 分子材料 光电功能化合物 上海科学技术出版社 上海 2001年 黄春辉 李富友 黄岩谊著 光电功能超薄膜 北京大学出版社 北京 2001年冯端 师昌绪 刘治国主编 材料科学导论 化学工业出版社 北京 2002年 干福熹主编 信息材料 天津大学出版社 天津 2000年 马如璋蒋民华徐祖雄主编 功能材料学概论 冶金工业出版社 北京 2006 参考书 30 6 殷景华 王雅珍 鞠刚主编 功能材料概论 哈尔滨工业大学出版社 哈尔滨 2002年 7 吴锦雷编著 纳米光电功能薄膜 北京大学出版社 北京 2006年 8 黄春辉 李富友 黄维著 有机电致发光材料与器件导论 复旦大学出版