Тверде тіло

Наноматеріали

Рідина

Полімери

Тонкі плівки

Рідкі кристали

Скло

Наносистеми

Полікристалічні тіла

Монокристали

Тверді електроліти

Рис.1.6. Класифікація матеріалів за їх агрегатним станом та формою

рідкі кристали поєднують властивості рідин і кристалів, а рідкокристалічний стан є мезофазою – фазою, посередньою між твердим тілом та рідиною.

2. Класичні фізичні властивості та сфери використання

Загально прийнятою відомою класифікацією матеріалів є, по-перше, їх

розподіл за двома основними сферами використання: суто технічною, тобто використання матеріалів як елементної бази приладів та пристроїв функціональної електроніки, та конструкційною (коли матеріал використовується для створення корпусів, захисних оболонок, кріплень, тощо) у сполученні з матеріалами для функціонально пасивних елементів. та конструкційною (коли матеріал використовується для створення корпусів, захисних оболонок, кріплень, тощо) у сполученні з матеріалами для функціонально пасивних елементів. До конструкційних належать метали, пластики, гелі, кераміка, полімери, тощо. Ряд з цих матеріалів та деякі інші використовують для створення пасивних елементів, не здатних перетворювати сигнал однієї природи у сигнал іншої, підсилювати й запам’ятовувати сигнали. Наприклад, метали, що мають високу питому електропровідність, σ = 10⁴ – 10⁶ Ом^-1см^-1, використовують як електропровідні з’єднання між елементами пристроїв та приладів, а діелектрики з низькою електропровідністю та відсутністю нелінійних залежностей діелектричної проникності від напруженості електричного поля – як електроізоляційний матеріал. Лише у деяких пристроях пасивні матеріали можуть відігравати активну роль.

Технічні функціонально активні матеріали розділяємо за їх магнітними та електричними властивостями. До слабкомагнітних належать матеріали із величиною магнітної проникності μ < 1 (діамагнетики), до сильно магнітних – із μ > 1 (парамагнетики, феромагнетики, антиферомагнетики, ферити).

У деяких випадках метали можна використати як функціонально активні матеріали, наприклад, для перетворення електричного сигналу у тепловий, для поляризації світла та феромагнітної пам’яті. Враховуючи об’єм використання, у наведеній нижче класифікації метали не включені до складу слабкомагнітних, але враховані як сильно магнітні технічні та функціонально активні матеріали.

Матеріали функціональної оелектроніки

Технічні та функціонально

активні

Конструкційні та функціонально пасивні

Слабкомагнітні

Сильномагнітні

~

Напівпровідники

Діелектрики

Напівпровідники

Діелектрики

Метали

Рис.1.7. Класифікація матеріалі за їх класичними електрофізичними і магнітними

властивостями та головними сферами застосування

В кожній з цих груп матеріали розподіляються за величиною питомої електро-

провідності: σ = 10⁴ – 10⁶ Ом^-1см^-1 (метали), σ = 10^-10 – 10⁴ Ом^-1см^-1 (напівпро-

відники) та σ =10^-10 –10^-20 Ом^-1см^-1 (діелектрики). При переході від напівпровідників до діелектриків значення σ перекриваються, крім того, вони залежать від температури та напруженості електричного поля. З цих міркувань σ не може бути єдиним параметром цього розподілу. Необхідно враховувати, що найми, ще й величину діелектричної проникності ε. Оберемо для порівняння так звану статичну проникність ε_s (виміряну у постійному електричному полі). Для всіх діелектриків ε_s > 1(неполярні діелектрики), або ε_s >> 1 (полярні діелектрики), для напівпровідників, так само, як і для діелектриків ε_s > 1, але значення ε_s >>1 напівпровідникам не притаманні.