電子材料 　　－短小.輕薄的電子世界.

Presentation on theme: "　電子材料 　　－短小.輕薄的電子世界."— Presentation transcript:

1 　電子材料 　　－短小.輕薄的電子世界

2 電子材料

3 材料 材料乃工業之母，各方面的工程科學，不論是電子、電機、機械、化工、 土木、航海造船、核工、航空等都以材料為基礎。每當材料上有重大突破時，各項工程科學亦隨之快速地發展，故尖端科技及工業發展，均需高性能材料配合。

4 材料的分類 金屬材料 電子材料 陶瓷材料 高分子材料 複合材料

5 電子材料涵蓋範圍（一） 從材料性質來區分 有機材料 無機材料
從功能特性來區分 半導體材料 光電子材料 電子陶瓷材料 磁性材料 儲能材料 敏感材料

6 電子材料涵蓋範圍（二） 從應用產業或領域分類 半導體用材料 顯示器用材料 印刷電路板用材料 電池材料 記錄媒體用材料 被動元件用材料 光纖光纜用材料

7 量子力學（一） 量子力學(Quantum mechanics)為近代物理學上除了相對論外的另一個重大發現。在十七世紀末，Isaac Newton發現了古典力學(classical mechanics)的三大定律，它是巨大物體移動的法則。

8 量子力學（二） 而一直到了十九世紀末，二十世紀初的時候，古典力學面臨了無法克服的矛盾和困難。其中主要的有以下三個問題： 　1.黑體輻射(blackbody radiation) 　2.光電效應(photoelectric effect) 　3.氫原子的線光譜和氫原子結構 為了解決這三個問題，進而發展出與古典力學看似截然不同的量子力學。

9 電子的發現 發現者： 1897年Thomas利用陰極射線的實驗測得電子電荷–質量比(e/m)而確認電子之存在
質量： ×10-4 a.m.u(即9.11×10-28g，電子質量約為質子質量的1/1840) 電荷： ×10-19coul(即一單位的負電荷)

10 物質的分類 一般物質是由原子所構成，這些原子的原子核是互相的分離。因為原子中的電子有部分是與原子核束縛在一起，有部分電子是具有活性與其他原子交換，因此我們通常將各種不同物質分成四大類： ‧導體（conductor） ‧絕緣體（insulator） ‧半導體（semiconductor） ‧超導體（superconductor）

11 導體（conductor） 金屬原子的外層電子並不被其原子核緊密束縛住，而能自由往來於金屬各原子間，使得金屬能作電的傳導體。

12 絕緣體（insulator） 原子的外層電子被其原子核束縛住，這些電子就無法在各原子間漂移而不能導電。

13 半導體（semiconductor） 導電性介於導體跟絕緣體之間。半導體應用極多，且其體積小、耗電低、壽命長。

14 超導體（superconductor） 在很低很低的溫度下電阻等於零，因此材料內的電子移動時不會碰到任何障礙。

15 電子元件－真空管 真空管基本上是一個控制電子流量的電子閥。外觀看起來像燈泡 (通常為玻璃製)，其中的空氣或其他氣體幾乎都已經抽真空。

16 電子元件－電晶體 電晶體（transistor）是由transfer和resistor二字縮寫而來，意思就是轉換電阻，它可以利用一端的電壓來控制另外兩端之間的電阻，因而具有開關和放大信號的功能。

17 電子元件－有機場效應電晶體 利用有機半導體材料取代在傳統半導體MOS(Metal Oxide Semiconductor)中的無機半導體材料。具有可彎曲、便宜和可製作出大面積的光電元件等優點，所以在未來的主動式元件發展上是大有可為的。

18

19

20

21

22 塑膠電子材料－－導電高分子 塑膠是一種聚合物，為了能導電，必須 仿效金屬，它的電子必須能夠自由移動 ，不能被束縛在原子。
塑膠是一種聚合物，為了能導電，必須 仿效金屬，它的電子必須能夠自由移動 ，不能被束縛在原子。 但這樣還不夠，還必須從塑膠移走電子 (氧化)或插入電子(還原)，這種過程稱 為添補(doping)。

23

24 導電高分子應用 底片上的抗靜電物質 飛機、航太組件導線 衣物防靜電鍍層 電磁波防護網 半導體元件

25 大尺寸平面顯示器

26 TFT_LCD 兩片玻璃基板中間夾著一層液晶，上層的玻璃基板是與彩色濾光片(Color Filter)、而下層的玻璃則有電晶體鑲嵌於上。當電流通過電晶體產生電場變化，造成液晶分子偏轉 ，藉以改變光線的偏極性，再利用偏光片決定畫素(Pixel)的明暗狀態。

27 OLED 有機發光顯示器(Organic Light Emitting Display)或稱有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode)。 在透明陽極與金屬陰極間蒸鍍有機薄膜，注入電子與電洞，並利用其在有機薄膜間複合，將能量轉成可見光。並且可搭配不同的有機材料，發出不同顏色的光，來達成全彩顯示器的需求。

28 電漿顯示器 發光原理與日光燈相同，就是在兩片玻璃形成的真空細縫中注入氖與氙的綜合惰性氣體，施以電壓後可使氣體游離產生電漿效應並產生真空紫外光，利用紫外光去激發塗佈於阻隔壁上的 紅、綠、藍螢光粉， 再轉換成紅、綠、藍 的可見光。

29 奈米碳管勇闖晶圓廠

30 奈米碳管勇闖晶圓廠 電極 奈米碳管 電晶體 二氧化矽層 矽化物層 矽晶圓 連結導線

31 量子傳訊，絕對機密

32 量子傳訊，絕對機密