制造電子結構元件金屬代微電子學研究金相顯微鏡
工業技術中使用的材料,幾乎總含有較多的雜質元素和雜質。金屬、鹽或結構材料中,
雜質所占的比例達千分之兒,即使在塑料中,也往往既有雜質元素,也有低分子有機化合
物。除了比較均勻地分布在整個材料中的雜質之外,材料表面的覆蓋層也起重要作用。特
別是對腐蝕和催化、電子發射等等,基本上取決于表面特性。較后,所有材料在其結構方
面與固體的理想情況相差很大。在固體物理中常把理想情況用作描述材料性能的模型。材
料往往不是作為統一的大晶體,而是作為小晶體的聚合體存在的,類似于一塊方糖塊。即
使在小品體或晶粒內部,有相當大的一部分原子并不都處在品體點陣的正常位置卜。而是
有許多結構缺陷,它們對材料性能影響很大。
較近幾十年,高度凈化的、結構上高度提純的材料,對于固體物理的基礎研究以及指
導實踐的材料科學的重要性日益加強。制取和研究高純材料的這種興趣主要原因如下。
研制出其有預期性能的材料,是對材料的原子結構以及影響材料性能的各種影響因素
從理論上進行全面認識的前提。在固體物理中,完全純的、晶體結構沒有缺陷的理想固體
乃是進行科學闡述的基礎;在實際結構這一概念中,已經包括了這種理想仁模型的種種偏
離。要進行系統研究,首先就要考察盡可能接近理想固體的品體。有針對性地和層次分明
地引人結構缺陷和雜質,從而分析它們的影響。因此,對高純材料的測量乃是在原子理論
墓礎上對材料科學奠定系統的理論基礎研究是必不可少的先決條件。
半導體的電導特性受結構缺陷和雜質的影響尤為明顯。在現代微電子學中,若不使用
高純半導體材料,半導體技術及共進一步發展是不可能的;在制造電子結構元件時對金屬
和絕緣材料也提出了極高要求。
提供高純度材料同樣是核技術,宇宙研究以及科學儀器制造業進一步發展的前提條件。
例如,用高度提純的,同位素濃縮的鈾作核燃料,用大面積的,高純硅片作太陽能電池,
或用理想的鹽晶體作光學儀器。