第3章 3.3　液晶與顯示器+3.4　半導(dǎo)體材料和納米材料

1、.33液晶與顯示器34半導(dǎo)體材料和納米材料學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.初步理解液晶的微觀構(gòu)造、液晶的奇特效應(yīng)及應(yīng)用難點(diǎn)2.半導(dǎo)體材料的特性及應(yīng)用.3.納米材料的分類及其科學(xué)技術(shù)的開(kāi)展前景重點(diǎn)液晶 1液晶微觀構(gòu)造1定義把介于晶體和液體之間的中間態(tài)叫做液晶態(tài)，把處于液晶態(tài)的物質(zhì)叫做液晶2性質(zhì)分子排列松散，因此具有流動(dòng)性分子排列有一定取向，因此具有各向異性2液晶的奇特效應(yīng)1有的液晶具有電光效應(yīng)可以制成液晶顯示器2有的液晶具有溫度效應(yīng)可以探測(cè)溫度3有的液晶具有壓電效應(yīng)可以把壓力和撞擊轉(zhuǎn)換成電壓4有的液晶具有化學(xué)效應(yīng)可以檢查有毒物質(zhì)5有的液晶具有輻射效應(yīng)可以顯示某些微觀粒子的徑跡或測(cè)量放射性射線的劑

2、量1液晶是液體和晶體的混合物×2液晶分子在特定方向排列比較整齊3電子手表中的液晶在外加電壓的影響下，可以發(fā)光×液晶顯示的根本原理是什么？【提示】向列型液晶在外加電壓影響下，液晶的分子排列會(huì)發(fā)生改變，使液晶由透明變?yōu)椴煌该?，去掉電壓又恢?fù)透明控制電壓，就可以控制光線能否穿過(guò)液晶1液晶性質(zhì)的理解1液晶分子的排列具有一定的有序性，因此，具有晶體的性質(zhì)，具有電學(xué)、光學(xué)等物理性質(zhì)的各向異性2液晶分子可以自由挪動(dòng)，位置無(wú)序，因此又具有液體的流動(dòng)性3液晶分子的排列是不穩(wěn)定的，外界條件的微小變動(dòng)都會(huì)引起液晶分子排列的變化，從而改變了液晶的某些性質(zhì)2液晶的主要應(yīng)用1向列型液晶在外加電壓影響下

3、，液晶的分子排列會(huì)發(fā)生改變，使液晶由透明變?yōu)椴煌该鳎サ綦妷河只謴?fù)透明利用向列型液晶的這種性質(zhì)可以制成各種液晶顯示器2膽甾型液晶在溫度改變時(shí)會(huì)改變顏色隨著溫度的升高，色彩按紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的順序變化，溫度下降時(shí)又按相反順序變色，而且靈敏度很高，在不到1 的溫差內(nèi)就可以顯出整個(gè)色譜利用液晶的這種溫度效應(yīng)可以探測(cè)溫度【說(shuō)明】液晶既具有液體的特點(diǎn)，也具有晶體的特點(diǎn)，但它既不是液體，也不是晶體，它是獨(dú)立于液體和晶體之外的一種特殊流體1關(guān)于液晶，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A液晶是一種晶體B液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的，具有各向異性C液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化而變化D液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變

4、化E液晶是獨(dú)立于液體和晶體之外的一種特殊流體【解析】液晶的微觀構(gòu)造介于晶體和液體之間，雖然液晶分子在特定方向排列比較整齊，具有各向異性，但分子的排列是不穩(wěn)定的，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；外界條件的微小變化都會(huì)引起液晶分子排列的變化，從而改變液晶的某些性質(zhì)溫度、壓力、外加電壓等因素變化時(shí)，都會(huì)改變液晶的光學(xué)性質(zhì)，選項(xiàng)C、D正確；液晶不是液體，也不是晶體，E對(duì)【答案】CDE2以下表達(dá)中正確的選項(xiàng)是A棒狀分子、碟狀分子和平板分子的物質(zhì)呈液晶態(tài)B利用液晶在外加電壓變化時(shí)由透明變渾濁可制作電子表、電子計(jì)算器的顯示元件C有一種液晶隨溫度的逐漸升高，其顏色按順序改變，利用這種性質(zhì)可用來(lái)探測(cè)溫度D利用液晶可檢查腫瘤，還

5、可以檢查電路中的短路點(diǎn)E從各個(gè)方向看，液晶分子的排列都是比較整齊的【解析】通常棒狀分子、碟狀分子和平板狀分子的物質(zhì)容易具有液晶態(tài)，但不是所有的都能呈液晶態(tài)，故A錯(cuò)；對(duì)液晶分子，某個(gè)方向看排列比較整齊，從另一個(gè)方向看排列是雜亂無(wú)章的，E錯(cuò)【答案】BCD1液晶既有液體的流動(dòng)性和連續(xù)性，表現(xiàn)不夠穩(wěn)定，又具有晶體的一些各向異性特點(diǎn)，是某些特殊的有機(jī)化合物.2液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響如電場(chǎng)、壓力、光照、溫度下發(fā)生改變. 半導(dǎo)體材料和納米材料 1半導(dǎo)體材料1半導(dǎo)體定義：導(dǎo)電才能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)叫半導(dǎo)體2導(dǎo)電性能3分類2納米材料1納米是長(zhǎng)度單位，1 nm109 m，顆粒在0.1100 nm

6、之間的材料稱為納米材料2分類：納米金屬材料、納米磁性材料、納米陶瓷材料、有機(jī)無(wú)機(jī)納米復(fù)合物、納米傳感材料、納米醫(yī)用材料等 .3新材料包括新型金屬材料：如鋁合金、鎂合金、鈦合金以及稀有金屬高分子合成材料：如合成橡膠、塑料和化學(xué)纖維等新型無(wú)機(jī)非金屬材料：如工業(yè)陶瓷、光導(dǎo)纖維、半導(dǎo)體材料復(fù)合材料：由有機(jī)高分子、無(wú)機(jī)非金屬和金屬材料復(fù)合而成光電子材料：如光電子半導(dǎo)體材料、光纖、薄膜材料、液晶顯示材料1在極低的溫度下，純潔的半導(dǎo)體仍能很好地導(dǎo)電×2在有光照射時(shí)，有的半導(dǎo)體可以導(dǎo)電3摻入一定雜質(zhì)后，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能一定會(huì)變差×隨著納米科技的開(kāi)展，納米商品開(kāi)場(chǎng)進(jìn)入市場(chǎng)，有的商家為了促銷商

7、品，打著納米材料的幌子到處招搖撞騙，如在社會(huì)上出現(xiàn)了納米“冰箱、納米“洗衣機(jī)，甚至出現(xiàn)了納米“電影的笑話你理解什么是“納米嗎？你知道納米材料有哪些良好的性能嗎？納米涂料圖3­3­1【提示】納米是長(zhǎng)度單位：1 nm109 m以碳納米管為例，納米材料有韌性高、導(dǎo)電性極強(qiáng)，并兼具金屬和半導(dǎo)體的特性1關(guān)于半導(dǎo)體材料的認(rèn)識(shí)1半導(dǎo)體：導(dǎo)電才能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)如：硅、鍺、氧化亞銅、砷化鎵等2影響半導(dǎo)體導(dǎo)電性能的因素：溫度、光照、摻入雜質(zhì)3半導(dǎo)體的單向?qū)щ娦缘奈⒂^機(jī)理以硅為例n型半導(dǎo)體：以自由電子參與導(dǎo)電的半導(dǎo)體摻入雜質(zhì)后形成的半導(dǎo)體p型半導(dǎo)體：以空穴參與導(dǎo)電的半導(dǎo)體摻入雜質(zhì)后形

8、成的半導(dǎo)體pn結(jié)：將p型半導(dǎo)體與n型半導(dǎo)體嚴(yán)密接觸，在接觸面上會(huì)形成一個(gè)pn結(jié)p型半導(dǎo)體端為晶體二極管的正極，n型半導(dǎo)體端為晶體二極管的負(fù)極4二極管的單向?qū)щ娦远O管的符號(hào)是“，接入電路時(shí)“與電源正極相連，表示加正向電壓，此時(shí)二極管導(dǎo)通，正向電阻很小二極管加反向電壓時(shí)，電阻很大，但通常仍會(huì)有很小的電流，叫做漂移電流2對(duì)納米材料的認(rèn)識(shí)1納米：長(zhǎng)度單位符號(hào)：nm.1 nm109 m.2納米技術(shù)：指在納米尺度上制造材料和器件的技術(shù)3納米材料的分類納米金屬材料、納米磁性材料、有機(jī)無(wú)機(jī)納米復(fù)合物、納米傳感材料、納米醫(yī)用材料等4納米材料的奇特效應(yīng)量子尺寸效應(yīng)：如銀的超細(xì)微粒在溫度為1 K時(shí)，會(huì)由導(dǎo)體變?yōu)榻^

9、緣體小尺寸效應(yīng)：如當(dāng)材料超細(xì)微粒的尺寸與光波波長(zhǎng)相當(dāng)或更小時(shí)，將由超導(dǎo)狀態(tài)變?yōu)檎顟B(tài)外表和界面效應(yīng)：如納米材料活性極高，極不穩(wěn)定，很容易與其他原子結(jié)合宏觀量子隧道效應(yīng)：如低于某一臨界溫度時(shí)，其微觀粒子的運(yùn)動(dòng)速度根本上與溫度無(wú)關(guān)5納米材料的良好性能主要表如今：力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、化學(xué)等方面在力學(xué)性能方面，納米材料具有高強(qiáng)、高硬和良好的塑性；在熱學(xué)性能方面，納米超細(xì)微粒的熔點(diǎn)比常規(guī)粉體低得多；在電學(xué)性能方面，納米金屬在低溫時(shí)會(huì)呈現(xiàn)電絕緣性；在磁學(xué)性能方面，當(dāng)超細(xì)微粒的尺寸小到臨界尺寸時(shí)，常規(guī)的鐵磁性材料會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)樘幱陧槾判陨踔脸槾艩顟B(tài)的納米材料；在光學(xué)性能方面，納米半導(dǎo)體材料在室溫下具

10、有光致發(fā)光特性、光電轉(zhuǎn)換特性、介電特性和壓電特性；在化學(xué)性能方面，納米材料具有相當(dāng)高的化學(xué)活性3以下認(rèn)識(shí)正確的選項(xiàng)是 A納米是一種尺寸很小的材料，是納米材料的簡(jiǎn)稱B納米技術(shù)就是重新排列原子而制造具有新分子構(gòu)造的技術(shù)C納米是一個(gè)長(zhǎng)度單位D納米材料的奇特效應(yīng)使納米材料表現(xiàn)出不同于傳統(tǒng)材料的良好性能E納米材料就是顆粒大小為1 nm的材料【解析】納米是一個(gè)長(zhǎng)度單位，故A錯(cuò)，C對(duì)；納米技術(shù)是原子的重新排列，納米材料的制造是在納米技術(shù)的根底上，故B、D對(duì)；粒度在0.1100 nm間的材料均是納米材料，E錯(cuò)【答案】BCD4納米材料的奇特效應(yīng)使納米材料表現(xiàn)出不同于傳統(tǒng)材料的良好性能，以下關(guān)于納米材料的性能的說(shuō)法中，正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：35500036】A在力學(xué)性能方面，納米材料具有高強(qiáng)、高硬和良好的可塑性B在熱學(xué)性能方面，納米超細(xì)微粒的熔點(diǎn)比常規(guī)粉體低得多C在電學(xué)性能方面，納米金屬在低溫時(shí)會(huì)呈現(xiàn)超導(dǎo)電性D在化學(xué)性能方面，納米材料化學(xué)活性低，因此化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)E納米材料的活性極高，極不穩(wěn)定，很容易與其他原子結(jié)合【解析】在電學(xué)性能方面，納米材料在低溫時(shí)會(huì)呈現(xiàn)電絕緣性；而在化學(xué)性能方面，納米材料具有