完美并不总是理想。在某些情况下,错误或缺陷可能正是需要一个特定的材料适用于特定的应用程序尤其如果这些缺点或缺陷可以定制加工的材料。这就是某些高性能电子材料的情况。欧洲杯足球竞彩通常情况下,最终的电子属性是通过单晶材料。欧洲杯足球竞彩事实上,许多材料在今天的电子电路和设备是欧洲杯足球竞彩单晶。然而,也有重要的例外,特别是在情况下必须做出妥协之间的机械和电气性能和成本。在这些材料中,晶界欧洲杯足球竞彩发挥至关重要的作用,影响材料的电气行为和确定这些妥协。在某些情况下,裁剪晶界的结构允许研究人员设计具有“智能”属性的材料,使它们适合的目的,稳定和self-compensating。欧洲杯足球竞彩 本文主要关注新技术用于测量多晶的晶界结构材料在微观范围内。欧洲杯足球竞彩这些技术将允许一个更深的了解,更好的宏观行为的造型,如电流通过多晶材料的运动,通常表示“渗流理论”。欧洲杯足球竞彩一旦这是更好的理解,材料和晶界特征可以通过改进设计电子性能和在某欧洲杯足球竞彩些情况下,智能功能提供更可靠的电子设备和系统改善功能和速度。高温超导体在柔性基板、薄膜导体追踪硅片和厚膜电阻上印刷电路板和表面安装技术是技术效益的三个例子。 晶界和电流聪明的属性设计一些导体材料的晶界,以便他们进行大电流时是稳定的。欧洲杯足球竞彩电导率取决于密度和电荷的移动运营商在一个材料。图1显示了电流通过一个均质材料。电荷的移动运营商的值考虑所有非弹性散射过程电流的阻碍。然而,在材料包含晶界,图1 b,电荷载体也可以分散颗粒之间的接口。所以电流的运动通常是远离理想的照片一群电子漂移通过均质材料的影响下一个外加电场。
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图1所示。传导电流(a)均质材料,(b)材料包含晶界和夹杂物。 |
利用晶界精心设计的晶界,这种散射可以好好利用。阻碍或转移电子动量和能量转移的流动阻力的来源,造成局部加热。其他导电通路因此变得更加高度紧张,因为它们必须携带更多的电流。这能增加“热失控”影响电路,应用实际的设备称为高温超导故障电流限制器。失控的加热效应在这些材料是用于限制当前高功率电路,如当地电网。欧洲杯足球竞彩这些材料进行欧洲杯足球竞彩可逆从超导转变为“正常”,所以关掉任何电流过载。这些智能设备很可能取代目前使用的硅电力设备在电网超载检测和控制。 电子噪声当前的运动通过与重要材料晶界散射在很大程度上取决于颗粒之间的角度欧洲杯足球竞彩的大小。这往往决定了电子的散射程度。然而,晶界在其他方面可以影响材料的行为。附带的电子噪声波动的数量收取航空公司尤为重要。这样的波动是由于产生复合的机制产生电子空穴对的或破坏,通常与晶界相关联。 纹理很明显,材料的电子行为很大程度上取决于其控制结构。这样的控制需要精确的分析。x射线衍射(XRD)技术和电子衍射在显微镜传统上被用来测量纹理,但基于计算机的新技术分析电子背散射模式(不同)正在取得进展迅速。 SEM-based不同成像技术之间的桥梁XRD和为衍射分析。该决议获得(小于1微米)是最充足的目的,但不需要让薄箔材料,与TEM。纹理分析由不同x射线极数据和成像技术在某种程度上是互补的。x光技术可以样品面积较大(约6 x20mm)和更大的深度(10-5Oµm)。他们相对不敏感的表面缺陷和可以量化都弱和强纹理。不同成像技术观察较小的地区,对表面缺陷和敏感梁尺寸必须小于粒度。然而,他们可以区分很强的纹理,x射线极相似的数据,最重要的是,给粮食信息偏差和晶粒尺寸通过提供一个详细的地图的结晶学领域。此外,单一的分析不同允许在所有三个轴同时测量的结构,而不需要改变样本的方向。 最近使用互补分析x射线衍射和电子背散射成像技术有助于发现晶界的作用在决定percolative当前的运动在一个材料。这是加快发展高温超导薄膜的变形金属基板和下一代集成电路导体,甚至可能帮助解决长期存在的问题在厚膜电阻材料。欧洲杯足球竞彩每一个区域如下处理。 超导体超导材料在电子设备的使用是可取的,因为他们会提高性能和欧洲杯足球竞彩效率。高温超导体比低温同行更加稳定,因此更能应对极端的磁场,这是很重要的,如果材料是用于电机和智能设备。欧洲杯足球竞彩作为努力的一部分,这一目标,欧洲的研究人员正在开发外延超导薄膜缓冲镍基板,所谓“涂层超导体”。 苏长度perconductors其目的是生产长YBCO-coated导体的长度。这意味着,必须特别注意所使用的金属衬底的晶界取向和缓冲层的超导涂层生长。最初的努力通过高电流通过YBaCuO超导电线由powder-in-tube和厚膜技术失败是因为谷物的材料不够一致。这使得当前重要的渗流,因此临界电流密度的显著减少,Jc,与单晶材料相比,图2所示。
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图2。临界电流密度的变化c对三种类型的角偏差的YBaCuO谷物。 |
改善Perfor曼斯
当前氧层的渗流问题,即使表面材料的外延非常光滑,镍基体颗粒之间的角度是2 - 4度最小化。研究人员认识到问题,解决这将意味着percolative影响涂层导体的先进分析改善超导涂层的均匀性,说,公里长度。,涂层超导体的三个关键方面需要分析技术,如不同,即潜在的当前渗流,cubicity的金属层和金属基体表面的平滑度。 在超导的IRC在剑桥(英国),镍合金衬底发展需要是认可的,因为纯镍,在更高的温度下退火诱导立方结构,很软,不容易处理,特别是在厚度低于50微米。镍合金可以一样瘦13微米由于更好的机械性能。他们应该证明优于纯镍带,可能提供更高的整体的临界电流密度值最后的导体。包装密度等线圈伤口与磁带,因此说,磁铁或变压器,将更好。 集成电路EBSP-based成像和晶界控制也可能提高硅片的高电流铝进行跟踪。今天的芯片携带大量的设备,由狭窄的轨道连接铝薄膜的表面的芯片。随着芯片尺寸缩小和组件密度增加,电子工业不断试图最小化空间被售票员的踪迹。因此,铝轨道的电流密度增加,导致问题的电迁移现象,导致轨道成为退化在一段时间内。 电迁移电迁移是运输材料的电导体,高电流通过。它发生在纯材料和合金。欧洲杯足球竞彩电迁移是有别于其他扩散现象,如浓度梯度扩散,扩散在一个温度梯度(thermomigration或化学分层)和stress-driven扩散(蠕变或mechanodiffusion)。原子迁移的动力来自于移动电子之间的相互作用和固定的离子导体材料。实际上,电子推动离子电子电流的方向通过一连串的碰撞。 铝或铝合金(-铜- 1% - al - 4% si)跟踪通常携带电流之间的半导体器件芯片。这些痕迹很容易电迁移的伤害,因为他们必须支持高电流密度的1011点2。10 ma电流通过一个铝轨道通常由1µm宽0.1µm厚。操作温度通常是100°C,在这些条件下,晶界扩散是主要的传输机制。 通量散度统一的电迁移伤害不如通量散度。这可能导致材料建造,或被耗尽,某些点的跟踪,如图3所示。材料的积累可以产生山丘(铝型材)或胡须(长单晶)和相应的损耗的材料可以留下的空洞。山丘和胡须通常比其余的更厚的电影,所以会导致相邻轨道之间的短路。空洞产生有效地切断轨道电路故障。这些都是限制因素的进一步小型化集成电路。轨道宽度缩小,晶界的影响变得越来越重要,所以材料与低角度晶界要求防止出现电迁移问题。欧洲杯足球竞彩解决方案是设计出高质感的铝轨道凸融化和定向凝固,或使用copper-on-silicon IBM和其他公司正在开发的技术。
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图3。SEM显微图的铝原子电跟踪显示不均匀沉淀阻塞流的跟踪(左)和一个不同的图像揭示沉淀(右)的存在。 |
提高性能EBSP-based成像技术映射粒度分布和描述晶界将是非常有用的工具用于定义晶界错位。乘务员跟踪分析硅使用蛋白石不同成像系统显示了模式集中在111杆。仪器强调这些领域,形成了一个“蛋白石地图”的材料。此信息将提供一个更好的理解晶界电迁移在未来的集成电路,不仅对铝合金轨道,也对最近开发铜追踪由IBM开发出来了。一些硅片植物,或“标签”,现在配备在线扫描电镜检查技术进行地形分析和组合映射,以及不同纹理映射可能会进一步加强质量控制。 厚膜电阻最后,不同的晶界结构分析可以帮助解决问题生产厚膜电阻用于印刷电路板。丝网印刷电阻基于钌氧化物已经使用了许多年的印刷电路和表面安装技术的重要组成部分。这些电阻必须极端温度稳定,接近零电阻温度系数(TCR)。电阻还必须有可再生的批次电阻率超过数十年的生产,为了保持恒定的操作条件的设备和电路芯片。 油墨的组成“墨水”用于制造电阻由分散的氧化钌粉和粘结剂如硼硅玻璃悬浮在一个有机材料,如松油醇。欧洲杯足球竞彩材料,丝欧洲杯足球竞彩网印刷工艺参数和随后的热处理都仔细研究电阻参数,绝对值,TCR“跟踪”,噪声数据等,可以获得重复性良好。结果是一个智能材料系统中,工艺参数的波动和在职操作条件(如不同温度)已经被连续补偿的增强材料。到目前为止这已经完成很大程度上是经验。 发射在高温热处理,或“开火”,电阻的材料,有机载体是烧掉了离开烧结氧化钌粒子嵌入在一个玻璃矩阵。欧洲杯猜球平台这将导致通过材料导电路径,钌氧化物颗粒边界在哪里互相接近。然而,远非简单的传导机制。事实上至少有两个传导机制。第一个是相对简单的传导电子从一个一粒一粒的相邻接触。第二个机制可以被描述为“跳跃”,从一粒电子隧道到另一个通过非常薄的绝缘玻璃层。主要传导机制取决于玻璃矩阵和钌氧化物的相对量。低电阻率电阻使用低体积分数的玻璃,所以氧化钌颗粒之间的接触程度相对较高。在高电阻率电阻另一方面,玻璃体积分数较高和谷物都远的不导电的玻璃相。 提高性能通过这种材料预测当前的运动显然是一个艰难的工作,并且需要一个复杂的渗流模型处理可以产生的电阻率值欧洲杯足球竞彩的范围。另一个难题是,在这些电阻取决于噪声的产生复合机制电荷载体颗粒之间的接口。理解晶界的作用因此加倍重要设计这些系统。使用新的映射不同成像技术的粒度分布和晶界错位属性在发射电阻将这些复杂的线索材料。欧洲杯足球竞彩这样准确的分析将导致更好的生产原料和改善处理的新一代可再生的和可靠的印刷电阻。欧洲杯足球竞彩当前并行,渗流模型将变得越来越精确的范围广泛的导电材料。欧洲杯足球竞彩 |