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绪论 1

0.1 21世纪是信息时代 1

0.2 电子信息材料的基本概念 2

0.3 几种重要的电子信息材料简介 3

0.3.1 信息处理材料 4

0.3.2 信息存储材料 5

0.3.3 信息显示材料 6

0.3.4 信息传感材料 9

0.4 信息材料应用与展望 10

0.4.1 电子信息材料的应用 10

0.4.2 电子信息材料的发展趋势 10

参考文献 13

第1章 微电子芯片材料 14

1.1 集成电路芯片的制造过程 15

1.1.1 原料制备及提纯 15

1.1.2 单晶硅锭及硅片的制造 17

1.1.3 光刻与图形转移 18

1.1.4 掺杂与扩散 19

1.1.5 薄膜层制备 20

1.1.6 互联与封装 20

1.2 微电子芯片材料 20

1.2.1 衬底材料 20

1.2.2 栅结构材料 27

1.2.3 源漏材料 31

1.2.4 信息存储材料 32

1.2.5 互连材料 35

1.2.6 钝化层材料 38

1.2.7 化学机械抛光材料 39

1.2.8 封装材料 39

习题 41

参考文献 41

第2章 介电材料 43

2.1 介电材料种类 43

2.2 电介质的极化 43

2.2.1 介电常数的产生 43

2.2.2 极化机制 45

2.3 介电材料的特征值 48

2.3.1 分子极化率 48

2.3.2 极化强度 48

2.3.3 静态介电常数 49

2.3.4 动态介电常数 49

2.3.5 电位移 49

2.3.6 介电损耗 50

2.3.7 电导率 50

2.3.8 击穿电压 50

2.4 介电陶瓷 50

2.4.1 介电陶瓷实际应用中的重要参数 51

2.4.2 常见的不同结构介电陶瓷类型 57

2.5 常见的介电陶瓷的制备方法 60

2.6 常见的介电陶瓷分析方法 61

2.7 微波介电陶瓷 61

2.8 最新的介电陶瓷应用技术 63

2.8.1 厚膜混合集成电路（HIC）技术 63

2.8.2 MCM多层基板 63

2.8.3 低温共烧陶瓷技术 63

2.8.4 多层陶瓷电容器 64

2.8.5 微波陶瓷元器件的凝胶注模成型工艺 64

2.8.6 微波介质陶瓷薄膜 65

2.9 小结 65

习题 65

参考文献 66

第3章 压电材料 67

3.1 晶体的压电性和铁电性 67

3.1.1 压电效应 67

3.1.2 热释电效应 69

3.1.3 晶体的铁电性 70

3.1.4 铁电性、压电性、热释电性之间的关系 73

3.2 压电材料的特性参数 73

3.2.1 介电常数 74

3.2.2 介电损耗 74

3.2.3 机械品质因数 75

3.2.4 机电耦合系数 76

3.2.5 弹性系数 76

3.2.6 压电常数 77

3.2.7 频率常数 78

3.3 压电陶瓷材料 79

3.3.1 钙钛矿型结构压电陶瓷 80

3.3.2 钨青铜型压电陶瓷 86

3.3.3 含铋层状结构型压电陶瓷 87

3.4 压电材料的应用 88

3.4.1 压电陶瓷高压发生装置 89

3.4.2 压电振子方面的应用 91

3.4.3 压电陶瓷在超声设备中的应用 93

习题 96

参考文献 96

第4章 传感器材料 98

4.1 传感器的基本知识 98

4.1.1 传感器的基本概念 98

4.1.2 传感器的分类 99

4.1.3 传感器的基本特征 100

4.1.4 传感器的选用原则 105

4.1.5 传感器的一般要求、发展方向 106

4.2 传感器材料 107

4.2.1 常见的传感器材料 107

4.2.2 传感器材料发展中的问题及建议 109

4.3 气敏材料 110

4.3.1 气敏传感器 110

4.3.2 氧化锡气敏材料 115

4.3.3 氧化锌气敏材料 119

4.3.4 氧化铁气敏材料 127

4.3.5 氧化铟气敏材料 130

4.4 气敏传感器的应用 133

4.4.1 家用煤气、液化石油气泄漏报警器电路 134

4.4.2 酒精测试仪 134

4.4.3 高灵敏度氢气报警器电路 135

4.4.4 矿灯瓦斯报警器 136

习题 137

参考文献 137

第5章 能源电池材料 139

5.1 电池概论 139

5.1.1 电池的原理和组成 139

5.1.2 电池的分类 144

5.1.3 电池的主要性能 145

5.1.4 电池的选择和应用 150

5.2 一次电池 151

5.2.1 一次电池概述 151

5.2.2 锌一次电池 152

5.2.3 锂电池 156

5.3 二次电池 158

5.3.1 二次电池概述 158

5.3.2 镍—氢（MH-Ni）电池 159

5.3.3 锂离子电池 164

5.3.4 其它二次电池体系 171

5.4 燃料电池 172

5.4.1 燃料电池的发展进程及分类 172

5.4.2 燃料电池的工作原理 173

5.4.3 燃料电池的组成 174

5.4.4 燃料电池系统 175

5.4.5 燃料电池的类型 176

习题 180

参考文献 180

第6章 自旋电子材料 181

6.1 概述 181

6.2 磁电效应 182

6.2.1 磁电阻效应 182

6.2.2 自旋霍耳效应 183

6.3 金属超晶格的巨磁阻效应 185

6.3.1 金属超晶格实现巨磁阻效应的条件 185

6.3.2 金属超晶格巨磁阻效应的特点 186

6.3.3 金属超晶格巨磁阻效应的定性解释 187

6.4 自旋阀的巨磁阻 188

6.4.1 自旋阀类型及优点 188

6.4.2 钉扎型自旋阀的原理与结构 189

6.4.3 自旋阀的结构形式 191

6.5 颗粒膜中的巨磁阻效应 192

6.5.1 颗粒膜简介 192

6.5.2 颗粒膜巨磁阻效应机制 192

6.5.3 影响颗粒膜巨磁阻效应的因素 194

6.6 隧道磁电阻效应 196

6.6.1 磁隧道电阻的发现及研究概况 196

6.6.2 磁隧道电阻的理论解释 197

6.7 庞磁电阻效应 199

6.7.1 钙态矿锰氧化物的结构 199

6.7.2 锰氧化合物MCR效应物理机制 202

6.8 半导体自旋电子材料 205

6.8.1 自旋注入和自旋检测 205

6.8.2 自旋极化输运 207

6.8.3 稀磁半导体 207

6.9 自旋电子材料的应用 209

6.9.1 磁电阻传感器 209

6.9.2 磁电阻硬盘磁头 210

6.9.3 磁电阻随机存储器 211

习题 212

参考文献 212

第7章 光电子材料 214

7.1 光子和电子的相互作用 214

7.1.1 固体中光的吸收过程 215

7.1.2 固体中光的发射过程 216

7.2 固体激光材料 218

7.2.1 固体激光器的构成 218

7.2.2 激光产生原理 219

7.2.3 激光的特点 220

7.2.4 常用固体激光材料 221

7.3 半导体发光材料 227

7.3.1 半导体发光二极管 227

7.3.2 半导体激光材料 234

7.4 太阳能电池材料 235

7.4.1 太阳能电池工作原理 236

7.4.2 太阳能电池结构及性能指标 237

7.4.3 太阳能电池材料 238

7.4.4 太阳能电池的应用与发展 241

习题 242

参考文献 243

第8章 有机电子材料 244

8.1 导电高分子材料 244

8.1.1 高分子材料结构和电导特征 244

8.1.2 导电高分子材料的种类 246

8.1.3 复合型导电高分子材料 247

8.1.4 结构型导电高分子材料 253

8.2 光电导高分子材料 259

8.2.1 概述 259

8.2.2 高分子光电导机理 260

8.2.3 典型的高分子光电导体 261

8.2.4 光电导高分子的应用 261

8.3 高分子压电材料 262

8.3.1 高分子压电材料概述 262

8.3.2 常见的高分子压电材料 263

8.3.3 高分子压电材料的应用 265

习题 266

参考文献 266