第2章 功能玻璃材料.ppt

　　(2)玻璃半导体存贮器件的特点 　　①结构简单，体积小，读出速度快，可达10-9s级，这对提高电子计算机的运算速度很重要； 　　②对杂质的敏感性不强，抗辐射能力强。这对需要抗辐射的导弹、宇宙飞船以及原子能反应堆的器件很有价值； 　　③无功耗记忆。 四、玻璃半导体的应用 　　玻璃半导体除有开关和记忆效应外，还有光导、光敏、热敏、整流、二次电子发射以及透红外等性能，并有相应的用途如下表所示： 玻璃半导体的应用 　　玻璃半导体除了具有上述的应用外，硫系玻璃薄膜还具有一定的特殊用途。 　　即，它在一定能量的激光照射下，结构通常会发生变化。 　　如果控制激光照射的能量，就可获得结构的可逆转变。 　　利用玻璃薄膜在两种结构状态下对光的透射、反射和衍射性能上的敏锐变化，可制成光存贮材料。 　　由于激光点的尺寸很小，因此能得到高密度、大容量的光存贮器和激光全息记录介质。 第六节 非线性光学玻璃 第七节 生物玻璃 　　生物玻璃是指能够满足或达到特定生物、生理功能的特种玻璃。 　　无机非金属材料作为医用生物材料尽管已有较长的历史，但真正把生物玻璃提出作为一种新型无机材料，并将它同生物医学联系在一起，是在20世纪70年代初期由Hewch研究开发而成的。 四、光色玻璃的应用 　　光色玻璃因为具有变暗复明的光色性，在科学技术和人民生活中有着广泛的用途。 　　光色玻璃除已广泛用作制造“太阳眼镜”外，在其他各个领域中也不断地进行开发。 　　作为图像记录、全息照相材料的应用，光色玻璃是合适的材料； 　　作为情报贮存、光记忆在显示装置的元件中的应用，光色玻璃的光色性是十分有价值的； 　　若黑板上的书写用光调谐笔，所写的东西在一定时间后自然能消失，则可以不用粉笔，不擦黑板； 　　当光色互变性足够快时，可用于光阀、相机镜头、紫外线剂量计等；　　 　　在热带地区，光色玻璃作为汽车保护玻璃及建筑物的自动调光窗玻璃； 　　光色玻璃制成光学纤维面板也可以用于计算技术和显示技术。 　　近年来，光色材料和电色材料、生物材料的研究结合得更加紧密，以光色玻璃为主的各种无机光色材料发展很快。 第五节 半导体玻璃 　　普通玻璃一般是一种绝缘体，人们制成了一些电阻介于绝缘体和导体之间的玻璃--半导体玻璃。 　　半导体玻璃的制造方法与普通玻璃相似，只是在制造普通玻璃的原料中按一定比例加入一些其他元素化合物，把原料加热熔化后再冷却，即可制得各种不同用途的半导体玻璃。 　　半导体玻璃实际上应称为玻璃半导体，它的应用是基于一些玻璃的半导体特性。 　　半导体玻璃具有开关、存储、整流、光敏热敏、二次电子发射等多种功能，可以制作电子线路温度补偿用敏感元件、红外检测器、测定高压用敏感元件、摄像管靶子、三极管、声光偏转器、光敏元件等。 　　半导体玻璃具有光电转变的特性。 　　比如，在金属板上镀上一层硒玻璃，可以作为电视光导摄像管的靶面材料。 　　目前，飞往月球的宇宙飞船就装有这种光导摄像管，它能拍摄月球的清晰照片发回地面。 　　有些半导体玻璃对温度比较敏感，只要温度稍有变化，其电阻就会改变。 　　利用这一特性可以制成热敏电阻，通过电阻值的变化来测知温度。 　　有的半导体玻璃不接受太阳光中的红外线，这种半导体玻璃称作红外玻璃，在军事上用作制造红外照相机镜头、侦察仪器及制造电子计算机的储存器。 　　有的半导体玻璃可作为制造太阳能电池材料，这是由于这种半导体玻璃对太阳光的吸收能力极大，可用于制造高效太阳能电池。 一、半导体玻璃分类 　　一般半导体的电阻率介于导体和绝缘体之间，在10-6 ~ 107 ?.m，并分为本征半导体和杂质半导体两种。 　　其中，杂质半导体包括空穴型(p型)半导体和电子型(n型)半导体。 　　玻璃半导体主要属于杂质半导体类型。 玻璃半导体分为以下两类 　　　　(1)氧化物玻璃 　　　　(2)非氧化物玻璃 　　(1)　氧化物玻璃 　　在这类玻璃中，含有大量钒、铁、钨、钴、镍等过渡元素。 研究得较多的是钒磷酸盐玻璃和铜硼酸盐玻璃。 　　如：V2O5--P2O5—BaO、CuO--B2O3—CaO等。 　　氧化物玻璃的导电性是由于过渡金属离子具有两种不同价态而引起的电子跃迁过程所造成的。 　　这种玻璃通常是n型半导体。 　　氧化物玻璃的电阻率在10--106 ?.m之间，载流子密度为1010cm-3，迁移率一般在10-8 ~ 10 –2 cm 2. V-1. s-1。 　　表征氧化物玻璃的热电转换常数--赛贝克系数在100--1000 V·K-1(300℃以下)范围变化。 　　(2)非氧化物玻璃(硫系玻璃) 　　这类玻璃是As、Sb、Ti、P、Ge、Si等元素的硫化物、硒化物、碲化物以适当比例混合熔融而成。 　　非氧化物玻璃的电导率随成分而变，界限从10-12 ~ 10-