傳感器中非晶材料應(yīng)用

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          傳感器中非晶材料應(yīng)用

          論文關(guān)鍵詞:?jiǎn)尉Р牧隙嗑Р牧戏蔷Р牧戏蔷Ч璺蔷Т判圆牧戏蔷?a href="http://www.juzijia.cn/lunwen/gygclw/clgclw/200910/204581.html" target="_blank">傳感器

          論文摘要:摘要:對(duì)敏感功能材料研究開(kāi)發(fā)所呈現(xiàn)的主要趨勢(shì)之一就是從單晶材料向多晶材料和非晶材料方向過(guò)渡發(fā)展。由于非晶材料具有光吸收系數(shù)高、基片材料的限制性小、性能易于擴(kuò)展、制作工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),因而受到多方面青睞。本文側(cè)重介紹非晶材料的現(xiàn)狀、基本特性及其在傳感器中的應(yīng)用與展望。

          一、引言

          最近,對(duì)敏感功能材料的研制開(kāi)發(fā)所呈現(xiàn)的主要趨勢(shì)之一就是從單晶材料向多晶材料和非晶材料的方向過(guò)渡發(fā)展。到目前為止,傳感器中應(yīng)用的敏感功能材料多為單晶材料,特別是物理類(lèi)傳感器更是如此。例如,光敏傳感器一直就是用Si、GaAs之類(lèi)的單晶半導(dǎo)體。另一方面,氣敏傳感器主要由多晶材料或多孔陶瓷構(gòu)成。陶瓷由粉末混合物經(jīng)模壓、燒結(jié)而形成。采用理想特性的原材料并對(duì)燒結(jié)工藝嚴(yán)加管制,便可制成一種精細(xì)陶瓷,使之應(yīng)用于傳感器,從而開(kāi)辟了陶瓷拓寬應(yīng)用的新天地。單晶傳感器僅利用了晶體的體性能,而多晶傳感器和陶瓷傳感器則利用了多孔性和晶粒邊界特性,從而開(kāi)辟了拓寬應(yīng)用于氣敏傳感器和熱敏傳感器的新途徑。

          非晶材料大致分為非晶磁性材料和非晶半導(dǎo)體材料。引人注目的非晶合金現(xiàn)已步入實(shí)用階段,特別是近年來(lái)又在基礎(chǔ)和應(yīng)用方面作了深入研究,從而了解非晶金屬在結(jié)晶狀態(tài)所具有的獨(dú)特物性,使之拓寬應(yīng)用于傳感器,頗具實(shí)用價(jià)值。

          二、背景材料以及非晶材料的應(yīng)用現(xiàn)狀

          隨著人類(lèi)認(rèn)識(shí)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,從20世紀(jì)50年代涌現(xiàn)了若干新型非晶態(tài)材料,包括非晶合金、非晶半導(dǎo)體、非晶超導(dǎo)體、非晶離子導(dǎo)體和有機(jī)高分子玻璃等。其中非晶合金中原子的混亂排列情況類(lèi)似于玻璃,故又稱(chēng)為金屬玻璃。金屬玻璃可由多種工藝制備,所有工藝都涉及將合金從液態(tài)或氣態(tài)快速凝固,凝固過(guò)程非常快以致將原子的液體組態(tài)凍結(jié)下[1-3]。它們?cè)跓崃W(xué)上處于亞穩(wěn)狀態(tài),在晶化溫度以上即可克服一定大小的能壘而轉(zhuǎn)變成晶態(tài)。

          研究表明,非晶態(tài)結(jié)構(gòu)上與液體相似(見(jiàn)圖1),原子排列是短程有序的;從總體上來(lái)說(shuō)是長(zhǎng)程無(wú)序的,宏觀上可將其看作均勻、各向同性的。非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的另一個(gè)特點(diǎn)是熱力學(xué)的不穩(wěn)定性,存在向晶態(tài)轉(zhuǎn)化的趨勢(shì),即原子趨于規(guī)則排列。為了進(jìn)一步了解非晶態(tài)的結(jié)構(gòu),通常在理論上把非晶態(tài)材料中原子的排列情況模型化,其模型歸納起來(lái)可分為兩大類(lèi)。一類(lèi)是不連續(xù)模型,如微晶模型、聚集團(tuán)模型等;另一類(lèi)是連續(xù)模型,如連續(xù)無(wú)規(guī)則網(wǎng)格模型、硬球無(wú)規(guī)密堆模型等。雖然所建立的種種模型[4]于描述非晶態(tài)材料的真實(shí)結(jié)構(gòu)還不夠精確。但在解釋非晶態(tài)材料的某些特性如彈性、磁性上,還是取得了一定的成功。非晶態(tài)合金的長(zhǎng)程無(wú)序、短短有序的特性導(dǎo)致非晶態(tài)金屬有著良好的機(jī)械性能、優(yōu)良的化學(xué)性能以及優(yōu)異的軟磁性能。

          圖1氣、液、晶態(tài)和非晶態(tài)雙體分布函數(shù)[5]

          1、非晶磁性材料

          非晶磁性材料是杜韋斯(Duwes)1960年用液體淬火法率先合成的,如今這種敏感功能材料已在傳感器中得到日益廣泛的應(yīng)用,而且展望未來(lái)還可用于更大的發(fā)展。非晶磁性材料具有下列特性:

          ①缺乏晶體材料所具有的磁各向異性,導(dǎo)磁率高,損耗小。也就是說(shuō),旋轉(zhuǎn)磁化容易,各向磁場(chǎng)靈敏度高,因此,可用來(lái)構(gòu)成高靈敏度磁場(chǎng)計(jì)或磁通量傳感器。現(xiàn)已相繼開(kāi)發(fā)出應(yīng)力ˉ磁效應(yīng)式高靈敏度應(yīng)力傳感器、磁致伸縮效應(yīng)式機(jī)械傳感器。

          ②具有高電阻率(比坡莫合金高幾倍),因此,即使是在高頻范圍內(nèi)也能得到較小的渦流損耗和極好的磁特性,有效利用此特性便可開(kāi)發(fā)研制出磁性晶體難以實(shí)現(xiàn)的快速響應(yīng)傳感器。

          ③不存在晶粒邊界、位錯(cuò)等晶體材料固有的缺陷,因而機(jī)械強(qiáng)度高,抗化學(xué)性強(qiáng)。

          ④直到居里溫度(近似為200~500K),其組合成分均可隨意確定。因此,可望用于開(kāi)發(fā)研制快速響應(yīng)溫度傳感器。

          2、非晶硅

          非晶硅自1976年由斯皮爾(Spear)通過(guò)控制手段對(duì)其摻雜以來(lái),在光生伏打方面的應(yīng)用是人所共知的。例如,內(nèi)置非晶硅太陽(yáng)電池的袖珍計(jì)算器現(xiàn)已普及化,比比皆是。非晶硅用作傳感器敏感功能材料有很大潛力,主要表現(xiàn)在非晶硅具有一般晶體材料難以得到的特性:

          ①在可見(jiàn)光范圍內(nèi)非晶硅的光吸收系數(shù)高;

          ②使微晶相與非晶相混合,可得到類(lèi)晶體性能;

          ③淀積溫度低(200℃~300℃),可隨意選用基片材料,如可用有機(jī)膜;

          ④可淀積均勻性良好的大面積薄膜;

          ⑤淀積膜的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性良好;

          ⑥可在曲面和平面上淀積薄膜;

          ⑦可應(yīng)用光刻工藝;

          ⑧可用非晶材料制作有源和無(wú)源元件,可在多種基片材料上生長(zhǎng),可用來(lái)制作三維電路。

          三、非晶材料的基本特征

          非晶金屬材料具有下述基本特性:

          1、高透磁率

          Co基高透磁率非晶金屬由Co、Si、Fe、B主成分組成,添加Mn、Nb、Mo、Cr等元素。圖2所示為透磁率—頻率特性,并與結(jié)晶材料作了比較。圖示表明,非晶材料從低頻到高頻領(lǐng)域均為高的透磁率。為了得到高透磁率,須嚴(yán)密控制組合成分,使磁致伸縮常數(shù)大致為零,

          極力減小在制造過(guò)程中及熱處理過(guò)程中容易發(fā)生的感應(yīng)磁各向異性,如此便可獲得高透磁率。再就非晶材料的實(shí)用性而言,至關(guān)重要的一點(diǎn)就是時(shí)效穩(wěn)定性問(wèn)題。非晶是亞穩(wěn)定物質(zhì),因而當(dāng)升溫達(dá)結(jié)晶溫度以上時(shí)就起結(jié)晶作用。因此,磁特性、機(jī)械特性便隨之大幅度降低。這樣即使在結(jié)晶溫度以下的溫度領(lǐng)域,磁特性也呈現(xiàn)緩慢變化現(xiàn)象。通過(guò)精心熱處理,可望減小時(shí)效變化。但對(duì)使用溫度環(huán)境下的時(shí)效穩(wěn)定性,須抓住充分斟酌、精心設(shè)計(jì)這一重要環(huán)節(jié)。

          圖2高透磁率Co基非晶金屬的有效透磁率—頻率特性

          2、低鐵耗、大仰角

          組合成分為Co基材料,與高透磁率為同一系統(tǒng)。由于轉(zhuǎn)換電源用的飽和扼流圈等的B-H曲線(磁化曲線)需用大仰角,因而通過(guò)熱處理使磁心的磁路方向發(fā)生感應(yīng)各向異性,如此便可獲得低鐵耗、大仰角的磁特性。

          表1低鐵耗大仰角非晶金屬的磁特性

          Co基非晶*1

          坡莫合金*2

          矩形鐵素體

          鐵耗W0.2/100K

          900

          3800

          3400

          矩形比B

          0.90

          0.97

          0.88

          頑磁力Hc(A/m)

          0.56

          8.0

          40

          飽和磁通密度Bs(T)

          0.78

          1.51

          0.40

          居里溫度(K)

          543

          773

          480

          結(jié)晶溫度(K)

          798

          ---

          ---

          注:*1.片厚20μm*2.片厚100μm

          3、高飽和磁通密度

          基本組合成分為Fe、Si、B,以提高耐蝕性、降低鐵耗為目的,還可適量添加Cr、Ni、Nb等元素。表3列出高飽和磁通密度Fe基非晶金屬的磁特性,并與方向性硅鋼板作了比較。鐵耗要比硅鋼小1/3~1/5。

          4、高磁通密度

          由于Fe基非晶金屬無(wú)結(jié)晶磁各向異性,透磁率大,而且磁致伸縮大,即使是弱磁場(chǎng)也能發(fā)生大的磁致伸縮,因而作為磁致伸縮材料的應(yīng)用開(kāi)發(fā)相當(dāng)活躍。非晶材料的k值顯著大于結(jié)晶材料。可用作超聲波元件而特別引人注目。

          四、應(yīng)用

          由于非晶材料具有光吸收系數(shù)高、基片材料限制小、性能易于擴(kuò)展、制作工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),因而作為敏感功能材料倍受青睞,現(xiàn)已日益廣泛應(yīng)用于各種傳感器。圖3所示為主要用例。

          圖3非晶硅傳感器

          1、光傳感器[6]

          有效利用非晶硅的特性便可研制成高性能的光傳感器。非晶硅光傳感器有光導(dǎo)電池式和光敏二極管式2種。光敏二極管具有與太陽(yáng)電池相同的p-i-n結(jié)構(gòu),非晶硅光敏二極管的靈敏度和響應(yīng)時(shí)間與單晶硅光敏二極管相近。

          ①光導(dǎo)電池

          圖6所示為未摻雜非晶硅的一個(gè)典型特性—光導(dǎo)性與單色光強(qiáng)度的函數(shù)關(guān)系。在1mW/cm2的光照下非晶硅的光導(dǎo)性增大3個(gè)數(shù)量級(jí),衰減時(shí)間約為10ms,其時(shí)間拖尾長(zhǎng)。

          ②光敏二極管圖3所示為非晶硅pin型光敏二極管的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖4所示為不同波長(zhǎng)時(shí)短路電流與單色光強(qiáng)度的函數(shù)關(guān)系。在很寬的范圍內(nèi)短路電流與光強(qiáng)度均成線性比例關(guān)系。波長(zhǎng)較短時(shí)其短路電流比波長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)大6~9倍。圖5所示為非晶硅二極管的響應(yīng)時(shí)間與負(fù)載電阻特性的關(guān)系曲線。響應(yīng)時(shí)間依賴(lài)于負(fù)載電阻,影響響應(yīng)時(shí)間的決定因素是RC常數(shù)。在同樣的負(fù)載電阻下對(duì)綠光的響應(yīng)時(shí)間比對(duì)紅光的長(zhǎng),綠光時(shí)的導(dǎo)通時(shí)間為3.6μs,截止時(shí)間為4.5μs。

          圖3Pin型光敏二極管結(jié)構(gòu)圖圖4短路電流與單色光強(qiáng)度的函數(shù)關(guān)系。

          圖5非晶硅響應(yīng)時(shí)間與浮在電阻的特性的關(guān)系曲線

          ③色傳感器

          利用非晶硅特性研制成集成型全色傳感器。圖6示出結(jié)構(gòu)不同的3種集成型色傳感器。用這類(lèi)傳感器至少可識(shí)別12種顏色。圖7所示為集成型色傳感器的光譜響應(yīng)特性及其與溫度的關(guān)系。集成型色傳感器由紅光傳感器、綠光傳感器及藍(lán)光傳感器3個(gè)光傳感器組成。當(dāng)其入射光的強(qiáng)度與相對(duì)的波長(zhǎng)為均勻狀態(tài)時(shí),紅光、綠光和藍(lán)光傳感器的靈敏度比為5:3:2。在20℃~60℃的溫度范圍內(nèi),藍(lán)光傳感器和紅光傳感器的光譜響應(yīng)變化很小,集成型非晶硅色傳感器的響應(yīng)時(shí)間約為1μs。

          圖6集成型色傳感器的結(jié)構(gòu)

          圖7集成型色傳感器的光譜響應(yīng)特性及其與溫度的關(guān)系

          ④單片光耦合器

          任意類(lèi)型的基片上可在淀積非晶硅,利用此特性來(lái)制作單片光耦合器,將非晶硅光敏二極管直接形成在GaP發(fā)光二極管上。非晶硅GaP單片光耦合器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖8所示,其電流傳輸比為0.004%,響應(yīng)時(shí)間為10μs。通過(guò)優(yōu)化器件結(jié)構(gòu),可望進(jìn)一步提高其性能。單片光耦合器是非晶硅光敏二極管的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。

          圖8彈片光耦合器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

          ⑤圖像傳感器

          線性光傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖9所示,研制成寬度為216mm的傳感器陣列,內(nèi)含1728個(gè)象素。圖10示出在單晶硅基片上制作的圖象傳感器,由MOS型掃描器和非晶硅

          光導(dǎo)層組成。模式識(shí)別傳感器是圖像傳感器的另一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。圖11示出模式識(shí)別傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,由設(shè)置在2塊透明板之間的光傳感器陣列(16×16,2×2mm)構(gòu)成。

          圖9線性光傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

          圖10固態(tài)圖像傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

          圖11模式識(shí)別傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

          2、溫度傳感器

          首先介紹西貝克效應(yīng)[7]:

          如下圖11所示,所謂西貝克效應(yīng)就是指當(dāng)一種材料兩端有溫度差時(shí),在材料內(nèi)部將形成電場(chǎng),相應(yīng)的存在電動(dòng)勢(shì)。若把材料兩端相連成閉合電路,線路中有電流通過(guò)。通常用溫差電動(dòng)勢(shì)率來(lái)表示這一電動(dòng)勢(shì),它是材料兩端單位溫度差引起的溫差電動(dòng)勢(shì),對(duì)于晶態(tài)半導(dǎo)體,可推出其溫差電動(dòng)勢(shì)率S為,

          N型:QUOTEnQUOTE(1)

          P型:Sp=QUOTE(2)

          T

          T+△T(△T>0)

          圖12西貝克效應(yīng)示意圖

          式中q為電子電荷的絕對(duì)值,A-和A+是接近1的常數(shù),可以推出對(duì)于n型,QUOTEn<0,Sp>0。因此,可以通過(guò)測(cè)量溫差電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)的辦法來(lái)判斷半導(dǎo)體的導(dǎo)電類(lèi)型。金屬溫差電動(dòng)勢(shì)比晶態(tài)半導(dǎo)體要小得多,一般金屬的費(fèi)米能級(jí)數(shù)量級(jí)為幾個(gè)電子伏特,因此金屬的溫差電動(dòng)勢(shì)絕對(duì)值約為幾個(gè)QUOTE,而晶態(tài)半導(dǎo)體的溫差電動(dòng)勢(shì)率絕對(duì)值在室溫時(shí)可達(dá)幾百Q(mào)UOTE

          對(duì)于一般的非晶態(tài)半導(dǎo)體溫差效應(yīng),與它的三種導(dǎo)電機(jī)制相對(duì)應(yīng),它的溫差電效應(yīng)也分成三個(gè)不同溫度討論。

          當(dāng)溫度足夠高時(shí),以擴(kuò)展態(tài)中的電子導(dǎo)電為主時(shí),非晶態(tài)半導(dǎo)體的溫差電動(dòng)勢(shì)與晶態(tài)半導(dǎo)體很類(lèi)似,它們的n型和p型半導(dǎo)體具有相同的表達(dá)式。隨著溫度降低,當(dāng)以帶尾局域態(tài)電子導(dǎo)電時(shí),非晶態(tài)半導(dǎo)具有1式和2式的形式,只是式中的EC和EV分別換成EA和EB,A-,A+值更小。當(dāng)溫度進(jìn)一步降低,以禁帶中的缺陷局域態(tài)中的電子導(dǎo)電為主時(shí),非晶態(tài)半導(dǎo)體的溫差電動(dòng)勢(shì)率S有類(lèi)似于金屬的形式,同樣S值很小,符號(hào)可正可負(fù),取決于對(duì)電流做主要貢獻(xiàn)的電子能態(tài)是位于費(fèi)米能級(jí)EF的上方還是下方。

          圖13示出非晶硅的熱電勢(shì)與溫差的關(guān)系。由于非晶硅的西貝克(Seebeck)系數(shù)高,因而可用來(lái)研制高靈敏度的溫度傳感器。在室溫附近西貝克系數(shù)幾乎為常數(shù),n型和p型材料的西貝克系數(shù)分別為-120μV/K~-220μV/K和170μV/K~280μV/K,比金屬的西貝克系數(shù)大2個(gè)數(shù)量級(jí)。為了增大西貝克效應(yīng)的靈敏度,形成p-n結(jié)可能是有益的。由于通過(guò)半導(dǎo)體的p-n結(jié)呈現(xiàn)整流特性,因而對(duì)靈敏度和熱電勢(shì)的線性有影響。相反,非晶硅的p-n結(jié)呈現(xiàn)歐姆特性,因而對(duì)熱電勢(shì)特性無(wú)影響,僅使其輸出達(dá)到n型或p型材料時(shí)的2倍左右。如圖13所示,非晶硅的p-n型結(jié)具有良好的線性熱電勢(shì),其西貝克系數(shù)為338μV/K,大約等于n-型和p-型材料絕對(duì)西貝克系數(shù)的總和。

          圖13非晶硅的熱電勢(shì)與溫差的關(guān)系

          非晶硅熱電傳感器[7]:

          目前作為微波和光學(xué)的波段檢測(cè)用的傳感器,有通過(guò)把功率轉(zhuǎn)換為焦耳熱進(jìn)行檢測(cè)的金屬薄膜熱電偶傳感器和利用光電效應(yīng)的非晶態(tài)半導(dǎo)體傳感器等,例如Bi-Sb薄膜熱電偶和Si-Ta2N薄膜熱電偶等。用p-n結(jié)型非晶硅薄膜,檢測(cè)靈敏度可提高20倍以上,同時(shí),由于非晶硅的溫差電動(dòng)勢(shì)率的溫度系數(shù)很小,可做到小于1%,因此非晶態(tài)硅熱電傳感器可以作為很好的從微波到光波波段范圍的功率傳感器。

          利用非晶硅薄膜制作熱電傳感器除了在性能上的優(yōu)點(diǎn)外,還有以下幾個(gè)特點(diǎn):

          (1)利用晶態(tài)半導(dǎo)體薄膜的傳感器通常是研磨晶體表面以形成薄膜,或利用熱解法形成晶體薄膜,基片溫度在700--800QUOTE以上,而現(xiàn)在利用輝光放電的方法,基片只需300QUOTE左右,因此非晶硅薄膜容易形成。

          (2)由于薄膜的形成與晶態(tài)半導(dǎo)體薄膜的外延生長(zhǎng)不同,因此基片不需使用晶態(tài)材料,另外由于基片溫度降低到300QUOTE左右,高分子聚合物材料也可作為基片,總之對(duì)基片的要求較低。

          (3)由于非晶硅薄膜在機(jī)械方面是穩(wěn)定的,這樣集成技術(shù)中的光刻等典型的細(xì)微加工技術(shù)仍可用,因此容易微型化。

          (4)制造方法比較簡(jiǎn)單,有利于大量廉價(jià)生產(chǎn)。

          顯然,這些特點(diǎn)不僅限于用非晶硅制成的熱電傳感器,利用非晶硅薄膜制作的其他傳感器和電子原件等也都具有這些特點(diǎn)。

          3、壓力傳感器

          微晶相和非晶相混合所產(chǎn)生的壓阻效應(yīng),與常規(guī)的金屬應(yīng)變計(jì)相比,其靈敏度要高1個(gè)數(shù)量級(jí),應(yīng)變因子可達(dá)60。圖15示出用光CVD法(在150℃溫態(tài)下)和等離子CVD法制作的n型μC-Si:H壓阻效應(yīng)的比較。壓阻性隨所加應(yīng)變的關(guān)系在各個(gè)方向均為線性變化。應(yīng)變因子的溫度系數(shù)很小,僅為0.2%/K,此值很容易得到補(bǔ)償。在大面積撓性有機(jī)薄膜上淀積非晶硅的可能性,使得這種材料適用于傳感表面(包括曲面)上的壓力分布和形狀識(shí)別。這類(lèi)傳感器對(duì)于人造皮膚的應(yīng)用(機(jī)器人的手)有很大的潛力。

          圖15壓阻效應(yīng)的比較

          4、功率傳感器

          高靈敏度的半導(dǎo)體熱電偶可用作熱電堆功率傳感器。熱電堆由非晶硅膜和金屬膜組成,后者用作一個(gè)電阻,以耗散所施加的電功率,并變換成焦耳熱。圖14示出熱電堆的輸出電壓與施加直流功率的函數(shù)關(guān)系曲線。輸出電壓與所加直流功率成正比增加,直到10mV時(shí)其線性度為小于0.3%。此功率傳感器的靈敏度是1mV/mW,約為Bi-Sb熱電偶所得值的10倍。

          圖14熱電堆的輸出電壓與施加直流功率的函數(shù)關(guān)系

          電信設(shè)備(包括音頻至射頻范圍)的生產(chǎn)和維護(hù)所用的電平表已用非晶硅熱電堆功率傳感器制成。非晶硅電平表(均方根值檢測(cè)表)與常規(guī)的真空管型熱偶表相比,具有較好的線性、溫度穩(wěn)定性和精度。

          五、總結(jié)

          總之,非晶態(tài)材料是一種大有前途的新材料,但也有不盡如人意之處。其缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在兩方面,①由于主要是采用急冷法制備材料,使其厚度受到限制;②熱力學(xué)上不穩(wěn)定,受熱有晶化傾向。另外,由于使用RSP技術(shù)生產(chǎn)非晶合金的規(guī)模太小以及只限于某些化學(xué)成分,并且高的冷卻速度就會(huì)限制產(chǎn)品的大小和形狀。目前,非晶合金的研究方向傾向于:①通過(guò)非晶相的晶化獲得納晶相,從而制造一種非晶相為基體的納晶復(fù)合材料,旨在得到好的物理性能,如獲得好的軟磁性能合金(Fe-Si-B-Nb-Cu合金,即Finement合金):或者得到好的力學(xué)性能,如Al和Mg基非晶合金中的納晶相使得該種復(fù)合材料具有極高的拉伸強(qiáng)度。②具有大過(guò)冷液體區(qū)間和大的玻璃化形成能力的新型系列合金研發(fā)。③探索玻璃化形成能力的原因。④大塊體非晶態(tài)合金的制備技術(shù)的發(fā)明。

          但是,非晶材料的發(fā)展前景還是很可觀的,未來(lái)的非晶硅產(chǎn)品可望在隨意基片上低溫淀積非晶硅,即使是在不能耐溫的基片(如塑料膜)上也照樣能淀積,同時(shí)用非晶硅單片模式制作三維器件也成為可能。列舉上述幾種應(yīng)用實(shí)例足以說(shuō)明,非晶材料在傳感技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用天地廣闊,深入研究開(kāi)發(fā),著力拓寬應(yīng)用,定會(huì)大有作為。

          參考文獻(xiàn):

          [1]王一禾,楊鷹善.非晶態(tài)合金[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1989.

          [2]郭貽誠(chéng).王震西.非晶態(tài)物理學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,1984.

          [3]FE盧博斯基.非晶態(tài)金屬合金[M].柯成,唐與諶,羅陽(yáng),何開(kāi)元譯.北京:冶金工業(yè)出版社,1989.

          [4]殷景華,王雅珍,鞠剛,等.功能材料概論[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2001.

          [5]王緒威.非晶態(tài)材料及應(yīng)用[M].北京:高等教育出版社,1992.

          [6]王亞峰何世英非晶材料及其應(yīng)用文章編號(hào):1006-883X(2005)11-0006-007

          [7]王緒威.非晶態(tài)材料及應(yīng)用[M].北京:高等教育出版社,1992.