電子信息材料
化學試劑,九料化工商城 / 2020-11-09
20世紀中葉以后發(fā)展起來的信息技術，在60年間的迅速發(fā)展，已經成為影響國計民生最大的高新技術，成為科發(fā)展的先導。
電子信息技術是以微電子技術為基礎的計算機技術與通信技術的綜合，它涉及信息的產生、收集、交換、存儲輸、顯示、識別、提取、控制、加工和利用等方面。這些技術以發(fā)展的基礎核心物質，需要化學家的研制。下面以單晶和液晶為例說明。
單晶硅
單晶硅是計算機技術的基礎物質，它決定著集成電路的生產水平，是信息產業(yè)技術的核心材料硅在地殼中的含量極為豐富，僅次于氧，居所有元素的位。硅的一般存在形式是硅石和硅酸鹽，它構成巖石、沙和泥土的主要成分。自然界中硅很少以單質的硅形態(tài)存在化學家將自然界中大量存在的石英，即二氧化硅(SiO2又稱硅石)，選出較純凈的晶態(tài)礦石或沙子，用高純焦炭通過下面的化學反應，制得純度為95％以上的單質硅（九料化工http://f670.cn/）。
1600℃-1800℃
SiO2+2C--------------------→Si+2CO↑
為了提純這種單質硅，先將它和氯化氫(HCD)反應，成為氣相化合物SiHCI3:
250℃-300℃
Si+3HCI---------------→SIHCI3+H2
將 SIHCI3和雜質分離，使它成為純度很高的 SIHCI3。再按這個反應的逆反應，用高純氫氣還原，得到純度為6個9(即99.9999％)以上的高純準。硅的熔點是1420℃。
將上述所得的高純硅在純凈的高真空或高純氣體條件下，在高純度石英坩鍋中熔融，再按提拉法讓晶體從融熔體中逐漸長大成大塊單晶硅。因它的外形呈圓柱形，稱為圓柱形硅柱。圖5.4.1示出直徑達300mm長度約1400mm的硅柱.
將硅柱切成薄片，厚度一般為0.3mm，稱為空白圓晶。在這硅片基礎上，一般經過氧化、光刻、擴散等程序制成集成電路.
首先是氧化工藝，即在硅片表面氧化出一薄層二氧化硅，作為絕緣層和阻擋層;其次用類似照相技術的光刻工藝,按特定設計要求刻出沒有二氧化硅的“窗口”;第三，利用擴散法或離子注入法進行摻雜，由于二氧化硅薄層的存在，雜質只能從窗口摻入;第四，為了在芯片上制造出各種元件，要反復利用上述方法，摻進不同雜質，做出不同性質的元件和導線。現(xiàn)在利用0.3am的線寬工藝可在1X2cm2芯片上集成出1.4億個元件。目前線寬逐漸變窄，從90nm在線生產到45nm工藝研究成功。另外，單晶硅圓片的直徑越大，在個圓片上集成所得元件越多，所得的電腦硬件處理器的性能大為提高，成本也大為降低。
要使電腦的功能提高，單晶硅的生產是重要關鍵，各國化學家們都在不斷地研究超純硅的制造，以及直徑達400-500mm圓柱形硅柱的制造。
液晶
在電子信息技術中，顯示出人們可以觀察到信息內容的技術是極為重要的一個環(huán)節(jié)。家中的液晶電視機，就是將電視臺播出世界各地的風光和發(fā)生的大事，在電視機的液晶屏幕上顯現(xiàn)出來.
液晶是介于液體和晶體之間在一定溫度區(qū)間存在的一種物質狀態(tài)。液晶的性質是由它的分子幾何形狀決定的已在應用的各種液晶材料都是由化學家合成的有機化合物，它的分子形狀大體呈長棒形或圓盤形，長棒形液晶開發(fā)應用較多。呈現(xiàn)液晶性質的液晶分子，其排列的結構特點不同，可分為向列相、膽甾相和近晶相三種類型。它們都有一定的取向性，但沒有品體中分子按周期性排列的特點，它們不是晶體，而是具有擇優(yōu)取向的液體。例如近晶相液晶中分子的排列像火柴盒中的火柴，站立著相擁在一起排成層狀。
液晶中分子排列的各向異性，使得液晶相的宏觀性質也出現(xiàn)各向異性，即不同的方向性質不同。例如在同一種液晶中測定折射率、介電常數、磁化率、反射率等物理性質的大小數值并不相同。電子工業(yè)和信息工業(yè)的技術工程師們，利用改變液晶分子排列所需的驅動力極低這一特性，制作成液晶顯示面板顯示出傳輸的信息。小的電子產品如液晶顯示全電子數字石英手表，它具有走時準確、造價低、功耗小和功能多樣的特點;液晶顯示通話人圖像的手機電話，大大地拉近了通話人之間的距離。中等大小的產品如液晶彩色電視機，已進人千家萬戶。大型的屏幕顯示如北京天安門廣場中長達五六十米、寬約3米的顯示屏供萬千觀眾欣賞電子信息技術不斷在發(fā)展，對具有液晶性質的化合物的要求也越來越高?；瘜W是什么?化學是研究各種工業(yè)技術發(fā)展所需的優(yōu)質材料的科學。
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