功能高分子材料 - 昆山科技大學(xué)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(shí)高分子感光材料在光刻過程中被大量使用。導(dǎo)電高分子材料和有機(jī)半導(dǎo)體打開了單分子電路的大門。有機(jī)發(fā)光半導(dǎo)體材料為顯示器件打開了一個(gè)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(jī)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(jī)發(fā)光二極體相比具有造價(jià)更低，加工更簡單的優(yōu)點(diǎn)。液晶顯示材料高分子液晶材料具有普通液晶材料的光學(xué)特性，但是由於轉(zhuǎn)變速度比較慢，因此通常用於對(duì)顯示轉(zhuǎn)變速度要求不高的場(chǎng)合。非線性光學(xué)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(duì)紫外線敏感。光阻有正型光阻和負(fù)型光阻兩種。正型光阻在受到紫外光UV照射後會(huì)分解,因此可以溶解於顯影劑中.而負(fù)型光阻在受到紫外光照射後則會(huì)交聯(lián),因此照光的地方會(huì)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(dāng)前半導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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?dú)庀录訜岬?20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(jí)空洞可以進(jìn)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(jí)空洞，Porous MSQ的介電常數(shù)可以達(dá)到2.2-2.5。奈米級(jí)空洞通常是通過合成嵌段共聚物的辦法來實(shí)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(dá)到10。導(dǎo)電高分子材料導(dǎo)電高分子材料是一類具有接近金屬導(dǎo)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(jià)格，高可加工性等優(yōu)點(diǎn)。純高分子導(dǎo)電高分子材料純高分子導(dǎo)電高分子材料通過鍵電子的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)電。主要包括聚乙炔類導(dǎo)電高分子材料，聚噻吩類導(dǎo)電高分子材料，聚吡咯類導(dǎo)電高分子材料，聚苯胺類導(dǎo)電高分子材料以及Poly (arylene vinylene)類導(dǎo)電高分子材料。純高分子導(dǎo)電高分子材料可以用於金屬防腐塗層，儲(chǔ)能元件，探測(cè)器，電化學(xué)器件，非線性光學(xué)，電磁屏蔽等應(yīng)用。導(dǎo)電高分子複合材料通過在高分子中攙雜金屬或碳類導(dǎo)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(dǎo)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(jī)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(jī)械形變能。磁鐵磁性高分子最早報(bào)導(dǎo)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