功能高分子材料 - 昆山科技大學e-Portfolio.docx

功能高分子材料除一般的結(jié)構(gòu)材料外，一些高分子材料還具有光電磁等性能。例如在製造集成電路時高分子感光材料在光刻過程中被大量使用。導電高分子材料和有機半導體打開了單分子電路的大門。有機發(fā)光半導體材料為顯示器件打開了一個大幅度降低成本的大門。高分子壓電材料則為力與電的轉(zhuǎn)換提供了新的途徑。高分子熱電材料則提供了新的熱電轉(zhuǎn)換途徑。光高分子發(fā)光二極體高分子發(fā)光二極體(Polymer Light-emitting diode)是有機發(fā)光二極體(OLED)的一種。高分子發(fā)光二極體同小分子有機發(fā)光二極體相比具有造價更低，加工更簡單的優(yōu)點。液晶顯示材料高分子液晶材料具有普通液晶材料的光學特性，但是由於轉(zhuǎn)變速度比較慢，因此通常用於對顯示轉(zhuǎn)變速度要求不高的場合。非線性光學高分子材料光阻(photoresist)光阻是在積體電路生產(chǎn)過程中把掩膜上的圖形轉(zhuǎn)移到矽片或者其他基底上使用的高分子材料。大部分在積體電路中應(yīng)用的光阻對紫外線敏感。光阻有正型光阻和負型光阻兩種。正型光阻在受到紫外光UV照射後會分解,因此可以溶解於顯影劑中.而負型光阻在受到紫外光照射後則會交聯(lián),因此照光的地方會硬化,無法溶解於顯影劑中.電介電材料與高分子低介電常數(shù)材料低介電常數(shù)材料（low-K 材料）是當前半導體行業(yè)研究的熱門話題。通過降低積體電路中使用的介電材料的介電常數(shù)，可以降低積體電路的漏電電流，降低導線之間的電容效應(yīng)，降低集成電路發(fā)熱等等。低介電常數(shù)材料的研究是同高分子材料密切相關(guān)的。傳統(tǒng)半導體使用二氧化矽作為介電材料，二氧化矽的介電常數(shù)約為4。真空的介電常數(shù)為1，乾燥空氣的介電常數(shù)接近於1。SiLKSiLK是Dow Chemical開發(fā)的一種低介電常數(shù)材料，目前廣泛用於集成電路生產(chǎn)。目前已知SiLK是一種高分子材料，但是具體結(jié)構(gòu)仍然是秘密。SiLK的介電常數(shù)為2.6。目前已知SiLK是一種芳香族熱固性材料，含不飽和鍵，不含氟，不含氧和氮。SiLK以寡聚物溶液的形式提供，通過甩膠到矽片上後在氮氣下加熱到320攝氏度去除溶劑並初步交聯(lián)。最終需要在400攝氏度以上保溫來完成交聯(lián)。Porous SiLK與Porous MSQ通過在SiLK中添迦納米級空洞可以進一步降低介電常數(shù)。目前Porous SiLK的介電常數(shù)為2.2。MSQ是methylsilsesquioxane的縮寫，這是一種矽基高分子材料，通過在MSQ中添迦納米級空洞，Porous MSQ的介電常數(shù)可以達到2.2-2.5。奈米級空洞通常是通過合成嵌段共聚物的辦法來實現(xiàn)的。高介電常數(shù)材料PVDF是一種具有高介電常數(shù)的高分子材料，其介電常數(shù)可以達到10。導電高分子材料導電高分子材料是一類具有接近金屬導電性的高分子材料。同金屬相比高分子材料具有低密度，低價格，高可加工性等優(yōu)點。純高分子導電高分子材料純高分子導電高分子材料通過鍵電子的運動導電。主要包括聚乙炔類導電高分子材料，聚噻吩類導電高分子材料，聚吡咯類導電高分子材料，聚苯胺類導電高分子材料以及Poly (arylene vinylene)類導電高分子材料。純高分子導電高分子材料可以用於金屬防腐塗層，儲能元件，探測器，電化學器件，非線性光學，電磁屏蔽等應(yīng)用。導電高分子複合材料通過在高分子中攙雜金屬或碳類導電添加物（活性炭，碳纖維，碳奈米管等）普通高分子材料也可以具有導電性質(zhì)。壓電與電致伸縮材料PVDF是一種具有壓電與電致伸縮效應(yīng)的高分子材料。具有壓電效應(yīng)的材料可以把機械形變能轉(zhuǎn)化成電能，具有電致伸縮效應(yīng)的材料可以把電能轉(zhuǎn)化成機械形變能。磁鐵磁性高分子最早報導於2001年，(Science 16 November 2001; 294: 1503-1505)。這種高分子也是一種共軛高分子。參見Magn