1. Петров К.С. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника: Учебное пособие для студентов Вузов-СПб.:Питер, 2003 г.

2. Пасынков В.В. Материалы электронной техники: Учебное пособие для студентов вузов – 5-е изд., - СБб.: Лань, 2003.

3. Хадыкин А.М. Радиоматериалы и радиокомпоненты. Конспект лекций ОГТУ Омск 2008 г.

4. Ястребов А.С., Волокобинский М.Ю., Сотенко А.С. Радиоматериалы и радиокомпоненты: Учебник АСАДЕМА Москва Издательский центр «Академия» 2011 г.

5. Чернышева Т.И., Кольтюков Н.А. Радиоматериалы и радиокомпоненты. Учебное пособие. ТГТУ. Тамбов 2012 г.

6. И.К. Мешковский, А.Ф. Новиков, А.В. Токарев Химия радиоматериалов. Учебное пособие. СПб.: НИУ ИТМО 2015 г

7. Постникова В.Н., Кузнецов С.Н., Каширин Ю.В. Материалы электронных средств. Учебное пособие к лабораторным работам. М.: Изд.МАИ, 2006.

Тема1. Классификация радиотехнических материалов.

По отношению к электрическому полю все радиоматериалы подразделяются на три основные группы:

1. электроизоляционные (диэлектрические) материалы

2. полупроводниковые

3. проводниковые

Особое место занимают магнитные материалы.

В основе подразделения материалов на три группы лежит зонная теория твердого тела. Расположение энергетических зон показано на рис.1.

1

1. Зона проводимости

2 2. запрещенная зона

3. 3. валентная зона

При заполнении электронами энергетических зон могут быть три случая:

1. Валентная зона заполнена целиком, при Т = Табс.нуля. зона проводимости пуста, ширина запрещенной зоны велика ∆Е>3 эв. Соответствующая этому случаю группа материалов носит название диэлектрики. ρ v=10⁶÷10¹⁸ Ом*м. при Т↑, ρ v ↓.

Эта группа занимает ведущее положение по количеству, разнообразию материалов и ассортименту. Диэлектрики используются в газообразном, жидком и твердом состоянии.

Твердые диэлектрики представляют наиболее многочисленную группу, которая по составу и структуре подразделяются на:

1. органические

2. неорганические

3. элементарные

По применению:

1. Низкочастотные

2. Высокочастотные

2. Валентная зона заполнена целиком, при Т = Табс. нуля зона проводимости пуста, а ∆Е<3 Эв. Эта группа материалов – полупроводники. ρ v=10^-5÷10⁶ Ом*м . При Т↑, ρ v ↓.

Между диэлектриками и полупроводниками нет качественной разницы, только по ширине запрещенной зоны. Эта группа материалов в настоящее время занимает ведущее положение по применению и значимости материалов электронной техники.

Полупроводники могут быть в твердом и жидком состоянии (Bi₂S₃ Sb₂S₃ Cu₂S). Практическое применение находят в основном твердые полупроводники.

Полупроводники подразделяются на:

• Элементарные полупроводники Ge, Si.

• Неорганические полупроводниковые соединения GaAs, GaP, SiC

• Органические полупроводниковые соединения.

3. Запрещенная зона практически равна нулю и валентная зона перекрывается с зоной проводимости. Эта группа материалов - проводники. Качественное отличие от двух предыдущих групп заключается в том, что при Т= Табс. нуля в зоне проводимости имеются свободные носители заряда.

ρ v=10^-8÷10^-5 Ом*м, при Т↑, ρ v ↑.

Проводники подразделяются на:

1. Проводниковые материалы с высокой удельной проводимостью или с малым удельным сопротивлением (алюминий, серебро, медь, золото, платина, палладий)

2. Проводниковые материалы с высоким удельным сопротивлением (манганин, константан, нихром).

Магнитные материалы по величине удельного сопротивления могут относиться к одной из трех выше перечисленных групп, но обладают особыми свойствами.

По отношению к магнитному полю все радиоматериалы подразделяются на следующие группы:

1. диамагнетики

2. парамагнетики

3. ферромагнетики

4. антиферромагнетики

5. ферримагнетики (ферриты).

По свойствам и применению подразделяются на:

1. магнитомягкие материалы МММ

2. магнитотвердые МТМ

3. магнитные материалы специального назначения.

По агрегатному состоянию все радиоматериалы подразделяются на три группы:

1. Твердые

2. Жидкие

3. Газообразные

Твердые материалы могут быть: кристаллические или аморфные.

Кристаллические твердые материалы разделяют на поликристаллы и монокристаллы.

Кристалл - это структура, состоящая из частиц, обладающих упорядоченным расположением, которое сохраняется по всему объему каждого кристаллического зерна.

Кристаллическое зерно - область кристалла, внутри которой сохраняются неизменными направления кристаллических осей.

В аморфных веществах (в диэлектриках и в жидкостях) такого порядка не наблюдается.

Для описания правильной внутренней структуры кристаллов пользуются понятием Кристаллической решетки.

Кристаллическая решетка - это пространственная сетка в узлах которой располагаются частицы (атомы, ионы или молекулы), образующие кристалл.

В основе кристаллической решетки лежит элементарная кристаллическая ячейка.

Монокристалл- единичный кристалл. Для этой структуры характерно:

1. анизотропия

2. однородность

3. несовершенство

Монокристаллы представляют наибольший интерес т.к. на них базируется вся полупроводниковая технология.

Поликристалл –это структура хаотически ориентированных зерен. 1зерно≈10мкм, в 1 см³≈10⁹ шт. зерен.

Особенности:

1. резкое изменение свойств материала при переходе от монокристалла к поликристаллу (отсутствие однородности, анизотропии)

2. более прочные чем монокристаллы

3. менее требовательны к чистоте обработки

4. более дешевые чем монокристаллы

Эпитаксиальная структура – ориентированно наращенный кристалл при температуре меньшей температуры плавления.

Эпитаксия- ориентированный рост пленки или слоя данного материала на монокристаллической подложке.