現(xiàn)代信息材料

1、現(xiàn)代信息材料 20131021139 金建林金建林 1.信息收集材料 2.信息儲存材料 3.信息處理材料 4.信息傳遞材料 5.信息顯示材料信息材料分類 另外，還有一類重要的信息材料是半導(dǎo)體激光器材料。光信息的存儲、處理、傳遞和顯示并不基于半導(dǎo)體激光材料在外場作用下發(fā)生某種物理或化學(xué)變化來實現(xiàn)，但這些功能必須有半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的激光參與才能實現(xiàn)。半導(dǎo)體激光器是信息功能器件的核心器件和通用器件，半導(dǎo)體激光材料也是信息材料中重要的部分。半導(dǎo)體激光器 1.信息收集材料是指用于信息傳遞和探測的一類對外界信息敏感的材料。在外界環(huán)境影響下，材料的物理化學(xué)性質(zhì)會發(fā)生變化，通過測量這些變化可精確地探測、接收和

2、了解外界信息變化。 信息收集材料主要包括力敏材料、熱敏材料、光敏材料、磁敏材料、氣敏材料、濕敏材料、壓敏材料、生物傳感材料等。信息收集材料 熱敏傳感材料是指對溫度變化具有靈敏響應(yīng)的材料，主要是電阻隨溫度顯著變化的半導(dǎo)體熱敏電阻陶瓷。根據(jù)電阻溫度系數(shù)的正負(fù)可分為： （1）正溫度系數(shù)（PTC）。電阻值隨溫度的上升而增大。PTC熱敏材料應(yīng)用在負(fù)載過電流、過熱保護(hù)（手機(jī)充電）的PTC熱敏傳感器上。 （2）負(fù)溫度系數(shù)（NTC）。電阻值隨溫度升高而減小。NTC熱敏材料廣泛應(yīng)用在抑制浪涌電流、溫度檢測上，如防浪涌電流插座。 PTC熱敏傳感器 NTC熱敏傳感器 氣敏材料是對氣體敏感，其電阻值會隨外界氣體變化的

3、材料。氣敏材料用于制作氣敏傳感器，吸附氣體后載流子數(shù)量變化將導(dǎo)致表面導(dǎo)致率變化，進(jìn)而對氣體的種類和濃度進(jìn)行探測。 汽車尾氣分析儀 酒精測試儀 光敏傳感材料在光照下會因各種效應(yīng)產(chǎn)生光生載流子，用于制作光敏電阻、光敏三極管、光電耦合器和光電探測器。最常用的光敏材料是鍺、硅和-族、-族中的一些半導(dǎo)體化合物等，如Cds、CdSe、PbS等。 光敏二極管 光電耦合器 2.信息儲存材料是在電場、磁場、光照等影響下，材料發(fā)生物理或化學(xué)變化，實現(xiàn)對信息的存儲。有磁記錄材料（如磁帶、磁條卡）、光存儲材料（如光盤）等。 磁記錄材料是指利用磁特性和磁效應(yīng)輸入（寫入）、記錄、存儲和輸出（讀出）聲音、圖像、數(shù)字等信息的

4、磁性材料，可方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲和讀取工作。信息儲存材料磁帶 光存儲材料是一種借助光束作用寫入，讀出信息的材料。寫入時光盤的存儲介質(zhì)與聚焦的激光束相互作用，產(chǎn)生物理或化學(xué)作用，形成記錄點，當(dāng)光再次照射時形成反差，產(chǎn)生讀出信號。未來，存儲發(fā)展方向為小型化、大容量、高速讀寫、高可靠性、光學(xué)處理、生物化學(xué)處理、分子處理、量子處理。 光盤 3.信息處理材料是制造信息處理器件，如晶體管和集成電路的材料。目前使用最多的是硅，硅是單一元素半導(dǎo)體，具有力學(xué)強(qiáng)度高、結(jié)晶性能好等特點，在自然界中有豐富的儲量。將單晶硅切割成片并拋光，制成的硅片稱為晶片。在真空無塵環(huán)境下，在晶片上集成大量的晶體管和其他元件，得到芯片

5、；將芯片裝在陶瓷封裝殼中構(gòu)成具有特殊電路功能的集成電路。信息處理材料 晶片 單晶硅棒 芯片 集成電路 集成電路制作過程 另外，常用的信息處理材料還有鍺材料、砷化鎵、碳化硅和人造金剛石薄膜等，尤其是金剛石半導(dǎo)體材料，它在高溫、高功率器件領(lǐng)域有著極大的潛在應(yīng)用前景。 鍺三極管 人造金剛石薄膜 4.信息傳遞材料是用于各種通信器件的能夠用來傳遞信息的材料，如光纖材料。光纖透光性好，傳輸中損耗較低、容量大、抗干擾、保密性好、質(zhì)量輕、抗潮濕及抗腐蝕。其中，石英光纖具有資源豐富、化學(xué)性能穩(wěn)定、膨脹系數(shù)小等優(yōu)點，是目前得到大規(guī)模應(yīng)用的光纖。信息傳遞材料 光纖 光纖可用于顯示系統(tǒng)，將光纖用于公司廣告牌，可變化各

6、種顏色，吸引人們注目。 光纖在汽車工業(yè)中應(yīng)用占很大比重，如尾燈故障顯示系統(tǒng)、駕駛指示燈、油表和溫度計顯示等。 軍艦用光纖聯(lián)接數(shù)字解碼電話系統(tǒng)，處理艦上各區(qū)域信息，通訊效果不受干擾并免除竊聽之慮。 機(jī)場滑行路標(biāo)使用光纖后，用燈數(shù)量減少，文字明確，可靠性高，減少故障，維修容易。 光纖可制成傳感器，對許多廢氣和有機(jī)液體在中紅外波段均有較強(qiáng)的吸收帶，用氟化物光纖制成的紅外光譜儀可對這些氣體和液體的濃度進(jìn)行遠(yuǎn)距離檢測。光纖的應(yīng)用 5.信息顯示材料主要是指用于陰極射線管和各類平板顯示器件的一些發(fā)光顯示材料。按照顯示原理分類，信息顯示材料主要可分為液晶顯示材料（LCD）、等離子體顯示材料（PDP）陰極射線管

7、顯示材料（CRT）、場發(fā)射顯示材料（FED）、真空熒光顯示材料（VFD）、無機(jī)電致發(fā)光顯示材料（EL）和有機(jī)電致發(fā)光顯示材料（OLED）等。這里主要介紹液晶顯示材料信息顯示材料 液晶顯示材料具有晶體一樣的各向異性，也具有液體的流動性。液晶的流動性表面液晶分子間作用力微弱，改變液晶分子取向排列所需外力很小，幾伏電壓就可改變，因此液晶顯示具有低電壓、微功耗的特點；液晶分子呈棒狀，長約一個納米，棒狀分子由中央基團(tuán)和末端基團(tuán)構(gòu)成，這些基團(tuán)決定了液晶的性能。 液晶分子在光的照射下電導(dǎo)率會顯著改變，由此可將他們做成光導(dǎo)體，可用于空間光調(diào)制器等。高分子和低分子液晶構(gòu)成的復(fù)合膜具有選擇性滲透，可用于離子交換膜、電荷分離膜、脫鹽膜和人工腎臟透析膜等。 液晶分子的電光效應(yīng)和光學(xué)特性可進(jìn)行液晶數(shù)碼顯示，早期用于筆記本是計算機(jī)、臺式監(jiān)視器和電器儀表顯示，目前應(yīng)用領(lǐng)域已擴(kuò)展到臺式計算機(jī)、壁掛電視和廣告牌等。 液晶高分子 液晶電視 其它一些材料，如用于制造各種陶瓷電容器的電子陶瓷材料、電子工業(yè)中電路基板中用的覆銅