的介质材料,用来探测高能粒子的质量和能量。6、电学特性及应用气凝胶具有低介电常数(?1<e<2),而且可通过改变其密度调节介电常数值。随着微电子工业的迅速发展,对集成电路运算速度的要求越来越高。?一般而言,所用衬底材料的介电常数越低,则运算速度越快。现在集成电路所用的衬底材料为?Al2O3,其介电常数为?10,目前的趋势是使用聚酰亚胺或其它高聚物介电材料替代?Al2O3,然而,高聚物的热膨胀系数较高,容易引起应力以及变形。?气凝胶具有一些更优越的特性,?其介电常数值很低且可以调节,?其热膨胀系数与硅材料相近因此应力很小,?而且相对聚酰亚胺它有良好的高温稳定性。?因此如将集成电路所用的衬底材料改成气凝胶薄膜,其运算速度可提高?3倍。三、制备工艺目前SiO2气凝胶的制备由两个过程构成:溶胶?—凝胶过程和醇凝胶的干燥工艺。..以正硅酸乙酯为原料超临界法制备二氧化硅气凝胶制备流程:正硅酸乙酯老化溶剂置换超临界干燥1、溶胶凝胶工艺目前溶胶凝胶工艺常使用的前驱体采用最多的是?TMOS(硅酸甲酯)、水玻璃和?TEOS(正硅酸乙酯)。由于TMOS有毒和水玻璃制备出的?SiO2气凝胶纯净化困难,因此使用最多的是?TEOS。溶胶凝胶工艺是向先驱体加入适量水和催化剂,发生水解缩聚反应:Si(OR)4+4H20→Si(OH)4+HOR(水解)nSi(OH)4→(SiO2)n+2nH2O(缩聚)生成以≡Si—O—Si≡为主体的聚合物,再经过老化阶段后,形成网络结构的凝胶。在凝胶形成的过程中,部分水解的有机硅发生缩聚反应,缩聚的硅氧链上未水解的基团可继续水解。通过调节反应溶液的酸碱度,控制水解—缩聚过程中水解反应和缩聚反应的相对速率,可控制得到凝胶的结构。在酸性条件下(pH=2~5),水解速率较快,体系中存在大量硅酸单体,有利于成核反应,因而形成较多的核,但尺寸都较小,最终将形成弱交联度、低密度网络的
全文预览
