2022-01-25

2022-01-25,第1张

一、中原焦点团队 杜冰冰焦点初15期坚持分享第1006天 2022年1月25日

二、坚持读书分享第937天《活法》第50---55页

继续分享活法  第一章

只有主动追求的东西才可能到手一条人生法则。

世事难遂人愿,对于人生中发生的各种事情,我们无意中就会产生这种看法,然而,正因为我们有事不遂愿,就是人生的想法才导致了事不遂愿的结果,因此,不如意的人生就产生于你自己消极的想法。

一个人的人生就是他思维的产物,许多成功哲学都这么强调,从我自己的人生经验出发,我把心不唤物,不至作为自己坚定的信念,就是说只有自己内心渴望的事情,才能将它呼唤到可能实现的射程之内,首先要明白,心想事不成。

换句话说,一个人心中描绘的事情或心中的愿望会如愿的,在人生中出现,因此要想做成事情,首先要思考,要这样必须这样,这种愿望比谁都强烈,热情达到燃烧的程度,这比什么都重要。

我第一次切身感受到这个道理是在40多年前,第一次听松下性之助先生的讲演。当时,松下先生还没有像后来那种被神化,我也刚开始创业,还是一名默默无闻的中小企业的经营者。

当时松下先生谈到了著名的水库式经营,未建水库的河流遭风大雨就会引发哄落,而连日干旱,河水就会骨节,因此,要建水苦楚水使水量保持在一定的范围之内,免受天气和环境的影响,企业经营也一样精,其实要为萧条期做好储备经营,应该留有余裕。

听松下先生这么讲,挤着几百名中小企业家的会场里,不满的声音如波纹般传开,我坐在后面,明白这些牢骚的内容。

说什么呢?正因为没有于裕,所以大家才每天挥汗如雨,恶战苦斗,如果有余裕,谁愿意如此辛苦呢?我们想听的是,怎样才能建水库?而你现在只是强调建水库的重要性,有什么用呢?

交头接耳的埋怨声中讲演结束,开始打野,一位男士站起来表达了这种不满,如能实现水库吃的经营,当然很理想,但现实是做不到,怎样才能做到?如果不教我们具体的方法说这些有什么用呢?

听到这个问题,松下先生温和的脸上露出一丝苦笑,沉默片刻,他便自言自语道那方法我也不知道,尽管不知道,但必须要建水库,你必须得这么想,听孙下先生如此回答,全场一片哗然,几乎所有人都认先生答非所问,因尔感到失望。

然而,我却既没有失笑,更没有失望,不仅如此,我受到了莫大的冲击,犹如电流,通过全身,我一时竟有些茫然失色,因为我感觉到松下先生的话,对我而言,是极为重要的真理。

睡也想醒,也想持续强烈的愿望最重要。

你比须得这么响,松下先生自言自语说出这句话,传递了一个真理,首先得想,这很重要,造水库的方面因人而异,不存在千篇一律的拜访可交,但是首先得有建造水库的强烈愿望,这种愿望是一切的开始,松下先生这样表达的肯定是这个意思。

就是说如果你内心不予呼唤方法,也不会来成功,也不会来,因此,首先,得具备强烈而切实的愿望,这点最重要,这种愿望成为起点,最终定能实现一个人的人生和他人心中描绘的蓝图一样,愿望就是种子,为了在人生这个庭院里扎根,长靖开花结果种子是一切的开始,使最重要的因素。

这个贯穿我们的一生时隐时现的真理,在松下先生有点丑处的喃喃自语的我初次感受到日后又在自己实际的人生经验中进一步学习,领会和掌握。

但是愿望要变为现实,普通程度的随便想想的愿望是不够的,比起是非同寻常强烈的愿望,这点很重要,如果能那样该有多好啊,这种淡然的,可有可无的,不迫切的愿望,不行,愿望不行,愿望强烈的程度促使想醒也行,一天24小时不断的思考,透彻的思考,从头顶到脚底,全身充满了这种愿望,如果从身上某处切开流出来的不是血,而是这种愿望,抱着这种愿望,聚精会神的一心一意的强烈而透彻地进行思考,这就是事业成功的原动力。

能力和努力程度几乎相同的人,有的成功了,有的失败了,他们的区别在哪里?人们立即会说,那是因为运气,因为命运,但是我却认为原因在于他们所持的愿望在高度,深度热度,热度大小程度的差异。我怎么说有人或许不赞同?认为我的说法过于乐观,但是废寝忘食,思考再思考透彻的思考,这可不是简单的行为,必须持续抱有不同寻常的强烈的愿望,乃至不知不觉中,让这种愿望渗透到潜意识之中。

在企业的经营理,特别是要开展新事业,要开发新产品时,用头脑思考一下多数人的判断是,这很难啊,不大可能成功,如果一味顺从这种常识性的判断,那么可能也会变成不可能,如果真的想要做成一件新的事情,不可或缺的首先就是强烈的愿望。

要将不可能变为可能,首先需要达到痴狂的程度的强烈愿望,坚信目标一定能实现并付出不懈的努力,朝着目标奋勇前进,不管人生还是经营,这才是达到目的的唯一方法。

将要实现的状态以彩色在头脑中呈现。

事业的成功的母体是强烈的愿望,这是一种不太科学的说法,有人会把它贬为精神论,但是持续地思考透彻的思考,你就会在事情还未发生前就已经看见了结果。就是说不仅要有想这么干,想做成那样的强烈愿望,而且要在头脑里反复周密地推敲这个愿望实现的具体方法,将这个愿望实现的过程预先在头脑里进行模拟演练,进行模拟演练,就像下象棋,有几万种之多,通过一次次彩排,再去补钟,消除错误的方法,这样就可以泥定出切实可行的计划。

思考推敲,反反复复,孜孜不倦,在这个过程中,通向成功的道路变得清晰反复,你已经走过一片开始,这是梦想,梦想逐步接近现实,然后梦想与现实之间的界限消失,梦想似乎已经实现,梦想实现,实现实现的那种状态在头脑里,或者在你的眼前圈名的显现出来。

用黑白显现还不够,还要让它呈现更接近现实的彩色,更逼真,更自然的状态,正如体育运动中的意象训练一样,一项种愤怒所的结果就能看见现实的结晶。

反过来说,对要做的事缺乏强烈的愿望,缺乏深入的思考和认真的模拟训练,没有在实践清晰地看到,事情完成后的状态,那么,在人生中,在创造的工作中,就很难取得成功。

比如在开发新产品时,满足客户在规格性能方面的要求,当然是必要的,但仅仅如此,还不够新产品,必须达到一种理想的水准,就是你在事先反复思索,模拟训练时所看见的那种完美的状态,否则即达到。那客户的要求标准也不是好产品,这种低水准的产品无法得到市场的普遍认可。

以前,一位与我同年的名牌大学毕业的研究员,他预付下经过几个月的艰苦努力,做出来一件新产品,但我只看一眼,就冷冷的说了一句,不行退还给他,为什么不行?这个产品性能完全满足客户的要求啊,他不去了。不对,我期待中的是更高水平的产品,首先颜色就太暗澹。你也来技术出身什么颜色不好?请不要讲这种带情绪的话,这是工业品,请给予科学的合理的评价。不管情绪与情绪,我原来头脑里看见的就是这种灰暗的陶瓷。

因此不行,我命令他们重做,他们付出了辛苦,产品却被退回时还心中有怒气,我都知道都能体会,但是不管怎么说?做出来的东西与我事先想象中看到的东西明显有差距,虽然仅仅是外观上的差距。

后来他们经过反反复复的实验,最后终于成功的做出了非常理想的产品。

当时我强调要做出绘画破手的完美无缺的产品,理想的没有任何瑕疵的,无可挑剔的产品,让人不忍心用手摸一摸而玷污她,如果冒犯了他手,就会被划破。

我小时候父母经常用会画破手,这形容当一个非常理性的完成品呈现在眼前时,人们欣赏它出于对他的敬畏之心,忧郁着,甚至不敢去用手去碰它,此时我父母就用绘画破手来表达。

这形容我也常常在无意中脱口而出,已经好的不能再好了,在我确信这一点之前,我将不起任何努力,对庙准创造这一高山之巅目标的人民而言,这种态度非常重要,甚至是他们必须承担的义务。

只要思考达到每个细节目标就一定能实现。

当然,不仅在工作中需要这种态度,在我们的人生中,想要做成某件事,我们首先要描画它的理想状态,然后把实现它的过程在头脑里模拟演练,一直到看见它的结果为止,换言之,就是对这件事情持续保有强烈的愿望。

首先,敢于设定很高的合格线,然后反复思考推演在头脑里,让理想和现实完全重合这张这样做就可以取得令人满意出色的成果。

有趣的事事先能够清晰地看到食物,最后一定能以完美无缺的状态出现,相反,事先形象模糊的食物。即使做出来也达不到完美无缺,这是我在人生的各种经历中体验的事实,

在滴滴爱开展手机视野时,也是这样,当我预言手机时代即将到来时,周围的人都持否定,观点都摇头说那不可能。

不管何时何地与何人,都可以用手机交流的时代,一定会到来,从小孩到老人,所有的人在出生时就会配备一个电话号码,那样的时代在不久的将来必定到来,不管我的解释多么清楚,多么清楚,都是我的观点,太可笑。

然而那时候我已经看见了将会出现的情景,手机这隐藏着无限可能性的产品,他将以何种速度在什么方位内普及?他以什么样的价格用多大的尺寸在市场上流通,这样的情景,你在我的头脑里清晰的呈现,我事先都看见什么呢?因为通过京瓷说从事的半导体零部件事业,当时我对半导体技术革新的速度,半导体的产品的尺寸以及成本便签已经具备充分的经验,由此类推,我对手机这新产品的市场预测竟能达到相应高的精准度。

并如此,我还清楚的预测,并设定了将来,手机的通信费用,是用手机的合同费是多少,基本话费是多少,通话费的价格是多少,等等,当时的事业部长将我预测的数据,在一个笔记本上做了记录,等到手机业务,正式开始的时候他翻看那些记录发现我的预测和实际发生的收费,体系,几乎毫无差异,

不限于手机,凡是产品和服务价格设定,通常都必须考虑市场的供需平衡,考虑投资额的回收,通过复杂和精密的成本测算,才能推算出来,而在这一切发生之前,我觉连付费用也已经事先之名,简直是神灵附身,那位事业部长钉的目瞪口呆,其实我不事先看见了而已。

就这样,事先考虑到事情的每个细节,让它们在头脑里形成清晰的印象,那么毫无疑问,事情就一定能成功,就是说你事先能看见的东西就能做成,看不见的东西,做不成,因此,因此,如果你祈愿要做成某件事,你要把它变成强烈的愿望,一直思索到你能清晰地看见这件事成功时的印象为止。

你想要做某件事,产生这种愿望本身其实就是一个证据证明你具备这种将愿望变为现实的潜在力量,人们不会去做自己力不能及的事情,不会产生超越自身能力的,不切实际的愿望。

所以如果你自己能够描绘成功的过程和情景,那么,你的成功概率就极高,闭上眼睛,想象成功的景象,如果他在你的头脑里能形成清晰的符合逻辑的印象,那么你就一定能成功,你就一定能成功,你就一定能实现。

成功需要缜密的计划和精心的准备。

要想史无前例的谁也没有涉足过的事业发起挑战,不可避免的遭到周围人反对和抵制,但是如果在自己心中具备能够成功的坚定信念,而且能够描绘理想,实现实现实现实现实现,那么就应该大胆地将你的构想展开。

够呛,这东西不妨大胆的过头,基于这样的乐观论展开想象的翅膀,同时,将周围的乐观派拒绝起来,它们会让你的主意点子产生飞跃。

以前我在冒出新想法,新点子实惠,召集干部征求意见,我闪过这样的念头,你们以为如何?每当此时,那些一流大学出来的优秀人才总是反应冷淡,他们总是告诉我,我的想法是多么脱离现实,多么缺少根据。

他们的意见只有一面之理,他们的分析也相当敏锐,然而他们赖觉的全是不能成功的消极理由,在美好的理想之花经过他们的冷水一浇,也难免萎缩凋零,本来可以做成的事情也做不成了。

经过几次这样的教训以后,我就更换了商量的对象,每当要开展新的难度大的工作室,就不找那些头脑聪明却将聪明头脑用于北关分析的人商量,而是找一些理性不足,感性有余的人,这些人对我的提案总是很感兴趣,总是赞同,很有意思,一定要试试,我就将他们集合起来商讨大事,或许有人认为我这种做法太荒唐,但是事实的句详。构思的阶段恰好需要这种由乐观派营造的乐观气氛。

但是将构想转到具体计划时,情况就完全不同了,这是应该去北关论实现各种可能出现的风险,进行仔细慎重的分析,制定周密的计划,大的和骆冠归根结底只是在构想的阶段,阶段有效,然而,到了计划辅助界的阶段,就要再次强调乐观,坚定地采取行动,就是说乐观句降,悲观计划乐观实行,这就是成就事业理想为现实时必须的态度。

这个道理冒险家。大场满郎先生的高见值得参考,大场先生是全世界第一位单独徒步,穿越北极和南极的人,因为因此为他这次冒险提供了产品,为了表示感谢,大场先生专门拜访了我。

一见面我开口就赞,杨大成先生,冒险犯难的勇气,但大圣先生却露出尴尬的神色,并立即否定不我并没有那么神勇,正好相反,我是一个胆小怕死的人,正因为胆怯,我就不能不做细心周到的准备,恐怕这才是我成功的原因。如果冒险家一位大胆,我认为那就是他的直接的死因。

听他这么讲,我非常敬佩,不管什么事业能成为成功者,必然与众不同,因为他们手中握有真理,缺乏以小心谨慎周密为基础的所谓勇气,不过是蛮勇而已,这就是一个代冒险家大场先生想要说出的真理。

半导体的应用, 半导体有哪些常见的应用

半导体一般指矽晶体,它的导电性介于导体和绝缘体之间。

半导体是指导电能力介于金属和绝缘体之间的固体材料。按内部电子结构区分,半导体与绝缘体相似,它们所含的价电子数恰好能填满价带,并由禁带和上面的导带隔开。半导体与绝缘体的区别是禁带较窄,在2~3电子伏以下。

典型的半导体是以共价键结合为主的,比如晶体矽和锗。半导体靠导带中的电子或价带中的空穴导电。它的导电性一般通过掺入杂质原子取代原来的原子来控制。掺入的原子如果比原来的原子多一个价电子,则产生电子导电;如果掺入的杂质原子比原来的原子少一个价电子,则产生空穴导电。

半导体的应用十分广泛,主要是制成有特殊功能的元器件,如电晶体、积体电路、整流器、镭射器以及各种光电探测器件、微波器件等。

半导体的应用的问题

1楼2楼耸人听闻,哪有那么严重。在半导体材料投入使用以前二战都已经结束了,大量采用电子管的电器装置已经投入民用。众所周知的事实是前苏联半导体材料发展极度落后,无论米格-25歼击机还是联盟号宇宙飞船都还使用着电子管装置,直到九十年代以后俄罗斯才逐步跟上来。

对日常生活的影响,简单地说——

一切使用微控制器也就是所谓“电脑板”的电器都重归机械控制;

不会出现微型计算机,只有巨型机/大型机/小型机,即便有了个人电脑也要衣柜那么大个,耗电量惊人,绝对奢侈品,笔记本就更不用说了;

没有微机当然更没有游戏机了,玩魂斗罗超级玛丽警察抓小偷永远是幻想;

收音机最小也要新华词典那么大,注意:是辞典不是字典;

电视机仍然是阴极射线管的,因为根本生产不出液晶板,不过幸好还能看到彩电;

微波炉可能要洗碗柜那么大吧?因为电子管是很占体积的;

洗衣机是半自动型的,使用机械定时器——微波炉也是。

冰箱一定是外形大大,立升小小,噪音隆隆,前苏联就有那种玩意的实物;

照相机继续用胶卷的,什么数码DC/DV统统不存在;

摄像机会相当笨重,只能用录影带;

您好!这里是邮电局,打电话请用拨盘拨号,如需拨往外地请让我为您转接……呃,这位同志,程控交换机是什么东西?——某人工接线员;

不存在什么VCD、DVD,录影机/放像机也不太会普及——太大、太贵;

没有了微型计算机你会感觉到练得一笔好字的必要性;

飞机导d卫星飞船空间站照样满天飞,战舰航母潜艇坦克照样满世界溜达;

网际网路可能会有,但那将是各国官方、军方和科研机构御用的玩意,跟咱老百姓没啥关系;

……能想起来的差不多都写上了。

半导体的应用,最好说详细点。

试想过你的生活缺少了数字是什么概念吗?那将是一个混乱的世界,无论是你的手机号码、你的身份z号码、还是你家的门牌号,这些全部都是用数字表达的!电子游戏、电子邮件、数码音乐、数码照片、多媒体光碟、网路会议、远端教学、网上购物、电子银行和电子货币……几乎一切的东西都可以用0和1来表示。电脑和网际网路的出现让人们有了更大的想象和施展的空间,我们的生活就在这简单的“0”“1”之间变得丰富起来、灵活起来、愉悦起来,音像制品、手机、摄像机、数码相机、MP3、袖珍播放机、DVD播放机、PDA、多媒体、多功能游戏机、ISDN等新潮电子产品逐渐被人们所认识和接受,数字化被我们随身携带着,从而拥有了更加多变的视听新感受,音乐和感觉在数字化生活中静静流淌……

数字生活已成为资讯化时代的特征,它改变着人类生活的方方面面,在此背后,隐藏着新材料的巨大功勋,新材料是数字生活的“幕后英雄”。

计算机是数字生活中的重要装置,计算机的核心部件是中央处理器(CPU)和储存器(RAM),它们是以大规模积体电路为基础建造起来的,而这些积体电路都是由半导体材料做成的,Si片是第一代半导体材料,积体电路中采用的Si片必须要有大的直径、高的晶体完整性、高的几何精度和高的洁净度。为了使积体电路具有高效率、低能耗、高速度的效能,相继发展了GaAs、InP等第二代半导体单晶材料。SiC、GaN、ZnSe、金刚石等第三代宽禁带半导体材料、SiGe/Si、SOI(Silicon On Insulator)等新型矽基材料、超晶格量子阱材料可制作高温(300~500°C)、高频、高功率、抗辐射以及蓝绿光、紫外光的发光器件和探测器件,从而大幅度地提高原有矽积体电路的效能,是未来半导体材料的重要发展方向。

人机交换,常常需要将各种形式的资讯,如文字、资料、图形、影象和活动影象显示出来。静止资讯的显示手段最常用的如印表机、影印机、传真机和扫描器等,一般称为资讯的输出和输入装置。为提高解析度以及输入和输出的速度,需要发展高灵敏度和稳定的感光材料,例如镭射印表机和影印机上的感光鼓材料,目前使用的是无机的硒合金和有机的酞菁染料。显示活动影象资讯的主要部件是阴极射线管(CRT),广泛地应用在计算机终端显示器和平面电视上,CRT目前采用的电致发光材料,大都使用稀土掺杂(Tb3+、Sn3+、Eu3+等)和过渡元素掺杂(Mn2+)的硫化物(ZnS、CdS等)和氧化物(Y2O3、YAlO3)等无机材料。

为了减小CRT庞大的体积,资讯显示的趋势是高解析度、大显示容量、平板化、薄型化和大型化,为此主要采用了液晶显示技术(LCD)、场致发射显示技术(FED)、等离子体显示技术(PDP)和发光二极体显示技术(LED)等平板显示技术,广泛应用在高清晰度电视(HDTV)、电视电话、计算机(台式或可移动式)显示器、汽车用及个人数字化终端显示等应用目标上,CRT不再是一支独秀,而是形成与各种平板显示器百花争艳的局面。

在液晶显示技术中采用的液晶材料早已在手表、计算器、膝上型电脑、摄像机中得到应用,液晶材料较早使用的是苯基环己烷类、环己基环己烷类、吡啶类等向列相和手征相材料,后来发展了铁电型(FE)液晶,响应时间在微秒级,但铁电液晶的稳定性差,只能用分支法(side-chain)来改进。目前趋向开发反铁电液晶,因为它们的稳定性较高。

液晶显示材料在大萤幕显示中有一定的困难,目前作为大萤幕显示的主要候选物件为等离子体显示器(PDP)和发光二极体(LED)。PDP所用的荧光粉为掺稀土的钡铝氧化物。用类金刚石材料作冷阴极和稀土离子掺杂的氧化物作发光材料,推动场发射显示(FED)的发展。制作高亮度发光二极体的半导体材料主要为发红、橙、黄色的GaAs基和GaP基外延材料、发蓝光的GaN基和ZnSe基外延材料等。

由于因特网和多媒体技术的迅速发展,人类要处理、传输和储存超高资讯容量达太(兆兆)数字位(Tb,1012bits),超高速资讯流每秒达太位(Tb/s),可以说人类已经进入了太位资讯时代。现代的资讯储存方式多种多样,以计算机系统储存为例,储存方式分为随机记忆体储、线上外储存、离线外储存和离线储存。随机记忆体储器要求整合度高、资料存取速度快,因此一直以大规模整合的微电子技术为基础的半导体动态随机储存器(DRAM)为主,256兆位的随机动态储存器的电晶体超过2亿个。外储存大都采用磁记录方式,磁储存介质的主要形式为磁带、磁泡、软磁碟和硬磁碟。磁储存密度的提高主要依赖于磁介质材料的改进,相继采用了磁性氧化物(如g-Fe2O3、CrO2、金属磁粉等)、铁氧体系、超细磁性氧化物粉末、化学电镀钴镍合金或真空溅射蒸镀Co基合金连续磁性薄膜介质等材料,磁储存的资讯储存量从而有了很大的提高。固体(闪)储存器(flash memory)是不挥发可擦写的储存器,是基于半导体二极体的积体电路,比较紧凑和坚固,可以在记忆体与外存间插入使用。记录磁头铁芯材料一般用饱和磁感大的软磁材料,如80Ni-20Fe、Co-Zr-Nb、Fe-Ta-C、45Ni-55Fe、Fe-Ni-N、Fe-Si、Fe-Si-Ni、67Co-10Ni-23Fe等。近年来发展起来的巨磁阻(GMR)材料,在一定的磁场下电阻急剧减小,一般减小幅度比通常磁性金属与合金的磁电阻数值约高10余倍。GMR一般由自由层/导电层/钉扎层/反强磁性层构成,其中自由层可为Ni-Fe、Ni-Fe/Co、Co-Fe等强磁体材料,在其两端安置有Co-Cr-Pt等永磁体薄膜,导电层为数nm的铜薄膜,钉扎层为数nm的软磁Co合金,磁化固定层用5~40nm的Ni-O、Ni-Mn、Mn-In、Fe-Cr-Pt、Cr-Mn-Pt、Fe-Mn等反强磁体,并加Ru/Co层的积层自由结构。采用GMR效应的读出磁头,将磁碟记录密度一下子提高了近二十倍,因此巨磁阻效应的研究对发展磁储存有着非常重要的意义。

半导体的具体应用

最常见的:半导体收音机、掌上计算器、电脑内的主机板显示卡等硬体都要用道半导体、电视机里的部件也要用半导体晶片、手机内部的部件、汽车内也要用到的一些部件。目前大部分将用电器都要用到数字晶片,而不是模拟的(DSP),这些晶片说白了就是用半导体做成的。

半导体镭射器的应用

半导体二极体镭射器在镭射通讯、光储存、光陀螺、镭射列印、测距以及雷达等方面以及获得了广泛的应用

还可以作为固体镭射器的泵浦源,安防领域照明光源,现在应用的领域非常广了

半导体的三个广泛应用:

一、在无线电收音机(Radio)及电视机(Television)中,作为“讯号放大器/整流器”用。

二、近来发展太阳能(Solar Power),也用在光电池(Solar Cell)中。

三、半导体可以用来测量温度,测温范围可以达到生产、生活、医疗卫生、科研教学等应用的70%的领域,有较高的准确度和稳定性,解析度可达0.1℃,甚至达到0.01℃也不是不可能,线性度0.2%,测温范围-100~+300℃,是价效比极高的一种测温元件。

参考百度百科,仅供参考!

半导体在生活中的应用

试想过你的生活缺少了数字是什么概念吗?那将是一个混乱的世界,无论是你的手机号码、你的身份z号码、还是你家的门牌号,这些全部都是用数字表达的!电子游戏、电子邮件、数码音乐、数码照片、多媒体光碟、网路会议、远端教学、网上购物、电子银行和电子货币……几乎一切的东西都可以用0和1来表示。电脑和网际网路的出现让人们有了更大的想象和施展的空间,我们的生活就在这简单的“0”“1”之间变得丰富起来、灵活起来、愉悦起来,音像制品、手机、摄像机、数码相机、MP3、袖珍播放机、DVD播放机、PDA、多媒体、多功能游戏机、ISDN等新潮电子产品逐渐被人们所认识和接受,数字化被我们随身携带着,从而拥有了更加多变的视听新感受,音乐和感觉在数字化生活中静静流淌……

数字生活已成为资讯化时代的特征,它改变着人类生活的方方面面,在此背后,隐藏着新材料的巨大功勋,新材料是数字生活的“幕后英雄”。

计算机是数字生活中的重要装置,计算机的核心部件是中央处理器(CPU)和储存器(RAM),它们是以大规模积体电路为基础建造起来的,而这些积体电路都是由半导体材料做成的,Si片是第一代半导体材料,积体电路中采用的Si片必须要有大的直径、高的晶体完整性、高的几何精度和高的洁净度。为了使积体电路具有高效率、低能耗、高速度的效能,相继发展了GaAs、InP等第二代半导体单晶材料。SiC、GaN、ZnSe、金刚石等第三代宽禁带半导体材料、SiGe/Si、SOI(Silicon On Insulator)等新型矽基材料、超晶格量子阱材料可制作高温(300~500°C)、高频、高功率、抗辐射以及蓝绿光、紫外光的发光器件和探测器件,从而大幅度地提高原有矽积体电路的效能,是未来半导体材料的重要发展方向。

人机交换,常常需要将各种形式的资讯,如文字、资料、图形、影象和活动影象显示出来。静止资讯的显示手段最常用的如印表机、影印机、传真机和扫描器等,一般称为资讯的输出和输入装置。为提高解析度以及输入和输出的速度,需要发展高灵敏度和稳定的感光材料,例如镭射印表机和影印机上的感光鼓材料,目前使用的是无机的硒合金和有机的酞菁染料。显示活动影象资讯的主要部件是阴极射线管(CRT),广泛地应用在计算机终端显示器和平面电视上,CRT目前采用的电致发光材料,大都使用稀土掺杂(Tb3+、Sn3+、Eu3+等)和过渡元素掺杂(Mn2+)的硫化物(ZnS、CdS等)和氧化物(Y2O3、YAlO3)等无机材料。

为了减小CRT庞大的体积,资讯显示的趋势是高解析度、大显示容量、平板化、薄型化和大型化,为此主要采用了液晶显示技术(LCD)、场致发射显示技术(FED)、等离子体显示技术(PDP)和发光二极体显示技术(LED)等平板显示技术,广泛应用在高清晰度电视(HDTV)、电视电话、计算机(台式或可移动式)显示器、汽车用及个人数字化终端显示等应用目标上,CRT不再是一支独秀,而是形成与各种平板显示器百花争艳的局面。

在液晶显示技术中采用的液晶材料早已在手表、计算器、膝上型电脑、摄像机中得到应用,液晶材料较早使用的是苯基环己烷类、环己基环己烷类、吡啶类等向列相和手征相材料,后来发展了铁电型(FE)液晶,响应时间在微秒级,但铁电液晶的稳定性差,只能用分支法(side-chain)来改进。目前趋向开发反铁电液晶,因为它们的稳定性较高。

液晶显示材料在大萤幕显示中有一定的困难,目前作为大萤幕显示的主要候选物件为等离子体显示器(PDP)和发光二极体(LED)。PDP所用的荧光粉为掺稀土的钡铝氧化物。用类金刚石材料作冷阴极和稀土离子掺杂的氧化物作发光材料,推动场发射显示(FED)的发展。制作高亮度发光二极体的半导体材料主要为发红、橙、黄色的GaAs基和GaP基外延材料、发蓝光的GaN基和ZnSe基外延材料等。

由于因特网和多媒体技术的迅速发展,人类要处理、传输和储存超高资讯容量达太(兆兆)数字位(Tb,1012bits),超高速资讯流每秒达太位(Tb/s),可以说人类已经进入了太位资讯时代。现代的资讯储存方式多种多样,以计算机系统储存为例,储存方式分为随机记忆体储、线上外储存、离线外储存和离线储存。随机记忆体储器要求整合度高、资料存取速度快,因此一直以大规模整合的微电子技术为基础的半导体动态随机储存器(DRAM)为主,256兆位的随机动态储存器的电晶体超过2亿个。外储存大都采用磁记录方式,磁储存介质的主要形式为磁带、磁泡、软磁碟和硬磁碟。磁储存密度的提高主要依赖于磁介质材料的改进,相继采用了磁性氧化物(如g-Fe2O3、CrO2、金属磁粉等)、铁氧体系、超细磁性氧化物粉末、化学电镀钴镍合金或真空溅射蒸镀Co基合金连续磁性薄膜介质等材料,磁储存的资讯储存量从而有了很大的提高。固体(闪)储存器(flash memory)是不挥发可擦写的储存器,是基于半导体二极体的积体电路,比较紧凑和坚固,可以在记忆体与外存间插入使用。记录磁头铁芯材料一般用饱和磁感大的软磁材料,如80Ni-20Fe、Co-Zr-Nb、Fe-Ta-C、45Ni-55Fe、Fe-Ni-N、Fe-Si、Fe-Si-Ni、67Co-10Ni-23Fe等。近年来发展起来的巨磁阻(GMR)材料,在一定的磁场下电阻急剧减小,一般减小幅度比通常磁性金属与合金的磁电阻数值约高10余倍。GMR一般由自由层/导电层/钉扎层/反强磁性层构成,其中自由层可为Ni-Fe、Ni-Fe/Co、Co-Fe等强磁体材料,在其两端安置有Co-Cr-Pt等永磁体薄膜,导电层为数nm的铜薄膜,钉扎层为数nm的软磁Co合金,磁化固定层用5~40nm的Ni-O、Ni-Mn、Mn-In、Fe-Cr-Pt、Cr-Mn-Pt、Fe-Mn等反强磁体,并加Ru/Co层的积层自由结构。采用GMR效应的读出磁头,将磁碟记录密度一下子提高了近二十倍,因此巨磁阻效应的研究对发展磁储存有着非常重要的意义。

声视领域内镭射唱片和镭射唱机的兴起,得益于光储存技术的巨大发展,光碟存贮是通过调制镭射束以光点的形式把资讯编码记录在光学圆盘镀膜介质中。与磁储存技术相比,光碟储存技术具有储存容量大、储存寿命长;非接触式读/写和擦,光头不会磨损或划伤盘面,因此光碟系统可靠,可以自由更换;经多次读写载噪比(CNR)不降低。光碟储存技术经过CD(Compact Disk)、DVD(Digital Versatile Disk)发展到将来的高密度DVD(HD-DVD)、超高密度DVD(SHD-DVD)过程中,储存介质材料是关键,一次写入的光碟材料以烧蚀型(Tc合金薄膜,Se-Tc非晶薄膜等)和相变型(Te-Ge-Sb非晶薄膜、AgInTeSb系薄膜、掺杂的ZnO薄膜、推拉型偶氮染料、亚酞菁染料)为主,可擦重写光碟材料以磁光型(GdCo、TeFe非晶薄膜、BiMnSiAl薄膜、稀土掺杂的石榴石系YIG、Co-Pt多层薄膜)为主。光碟储存的密度取决于镭射管的波长,DVD盘使用的InGaAlP红色镭射管(波长650nm)时,直径12cm的盘每面储存为4.7千兆位元组(GB),而使用ZnSe(波长515nm)可达12GB,将来采用GaN镭射管(波长410nm),储存密度可达18GB。要读写光盘里的资讯,必须采用高功率半导体镭射器,所用的镭射二极体采用化合物半导体GaAs、GaN等材料。

镭射器除了在光碟储存应用之外,在光通讯中的作用也是众所周知的。由于有了低阈值、低功耗、长寿命及快响应的半导体镭射器,使光纤通讯成为现实。光通讯就是由电讯号通过半导体镭射器变为光讯号,而后通过光导纤维作长距离传输,最后再由光讯号变为电讯号为人接收。光纤所传输的光讯号是由镭射器发出的,常用的为半导体镭射器,所用材料为GaAs、GaAlAs、GaInAsP、InGaAlP、GaSb等。在接受端所用的光探测器也为半导体材料。缺少光导纤维,光通讯也只能是“纸上谈兵”。低损耗的光学纤维是光纤通讯的关键材料,目前所用的光学纤维感测材料主要有低损耗石英玻璃、氟化物玻璃和Ga2S3为基础的硫化物玻璃和塑料光纤等,1公斤石英为主的光纤可代替成吨的铜铝电缆。光纤通讯的出现是资讯传输的一场革命,资讯容量大、重量轻、占用空间小、抗电磁干扰、串话少、保密性强,是光纤通讯的优点。光纤通讯的高速发展为现代资讯高速公路的建设和开通起到了至关重要的作用。

除了有线传播外,资讯的传播还采用无线的方式。在无线传播中最引人注目的发展是行动电话。行动电话的使用者愈多,所使用的频率愈高,现在正向千兆周的频率过渡,电话机的微波发射与接收亦是靠半导体电晶体来实现,其中部分Si电晶体正在被GaAs电晶体所取代。在手机中广泛采用的高频声表面波SAW(Surface Acoustic Wave)及体声波BAW(Bulk Surface Acoustic Wave)器件中的压电材料为a-SiO2、LiNbO3、LiTaO3、Li2B4O7、KNbO3、La3Ga5SiO14等压电晶体及ZnO/Al2O3和SiO2/ZnO/DLC/Si等高声速薄膜材料,采用的微波介质陶瓷材料则集中在BaO-TiO2体系、BaO-Ln2O3-TiO2(Ln=La,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd)体系、复合钙钛矿A(B1/3B¢2/3)O3体系(A=Ba,Sr;B=Mg,Zn,Co,Ni,Mn;B¢=Nb,Ta)和铅基复合钙钛矿体系等材料上。

随着智慧化仪器仪表对高精度热敏器件需求的日益扩大,以及手持电话、掌上电脑PDA、膝上型电脑和其它行动式资讯及通讯装置的迅速普及,进一步带动了温度感测器和热敏电阻的大量需求,负温度系数(NTC)热敏电阻是由Co、Mn、Ni、Cu、Fe、Al等金属氧化物混合烧结而成,其阻值随温度的升高呈指数型下降,阻值-温度系数一般在百分之几,这一卓越的灵敏度使其能够探测极小的温度变化。正温度系数(PTC)热敏电阻一般都是由BaTiO3材料新增少量的稀土元素经高温烧结的敏感陶瓷制成的,这种材料在温度上升到居里温度点时,其阻值会以指数形式陡然增加,通常阻值-温度变化率在20~40%之间。前者大量使用在镍镉、镍氢及锂电池的快速充电、液晶显示器(LCD)影象对比度调节、蜂窝式电话和移动通讯系统中大量采用使用的温度补偿型晶体振荡器等中,来进行温度补偿,以保证器件效能稳定;此外还在计算机中的微电机、照相机镜头聚焦电机、印表机的列印头、软盘的伺服控制器和袖珍播放机的驱动器等中,发现它的身影。后者可以用于过流保护、发热器、彩电和监视器的消磁、袖珍压缩机电机的启动延迟、防止膝上型电脑常效应管(FET)的热击穿等。

为了保证资讯执行的通畅,还有许多材料在默默地作著贡献,例如,用于制作绿色电池的材料有:镍氢电池的正、负极材料用MH合金和Ni(OH)2材料、锂离子电池的正、负极用LiCoO2、LiMn2O4和MCMB碳材料等电极材料;行动电话、PC机以及诸如数码相机、MD播放机/录音机、DVD装置和游戏机等数字音/视讯装置等中钽电容器所用材料;现代永磁材料Fe14Nd2B在制造永磁电极、磁性轴承、耳机及微波装置等方面有十分重要的用途;印刷电路板(PCB)及超薄高、低介电损耗的新型覆铜板(CCL)用材料;环氧模塑料、氧化铝和氮化铝陶瓷是半导体和积体电路晶片的封装材料;积体电路用关键结构与工艺辅助材料(高纯试剂、特种气体、塑封料、引线框架材料等),不一而足,这些在浩瀚的材料世界里星光灿烂的新材料,正在数字生活里发挥着不可或缺的作用。

随着科技的发展,大规模积体电路将迎来深亚微米(0.1mm)矽微电子技术时代,小于0.1mm的线条就属于奈米范畴,它的线宽就已与电子的德布罗意数相近,电子在器件内部的输运散射也将呈现量子化特性,因而器件的设计将面临一系列来自器件工作原理和工艺技术的棘手问题,导致常说的矽微电子技术的“极限”。由于光子的速度比电子速度快得多,光的频率比无线电的频率高得多,为提高传输速度和载波密度,资讯的载体由电子到光子是必然趋势。目前已经发展了许多种镭射晶体和光电子材料,如Nd:YAG、Nd:YLF、Ho:YAG、Er:YAG、Ho:Cr:Tm:YAG、Er:YAG、Ho:Cr:Tm:YLF、Ti:Al2O3、YVO4、Nd:YVO4、Ti:Al2O3、KDP、KTP、BBO、BGO、LBO、LiNbO3、K(Ta,Nb)O3、Fe:KnBO3、BaTiO3、LAP等,所有这些材料将为以光通讯、光储存、光电显示为主的光电子技术产业作出贡献。随着资讯材料由电子材料、微电子材料、光电子材料向光子材料发展,将会出现单电子储存器、奈米晶片、量子计算机、全光数字计算机、超导电脑、化学电脑、生物电脑和神经电脑等奈米电脑,将会极大地影响着人类的数字生活。

本世纪以来,以数字化通讯(Digital Communication)、数字化交换(Digital Switching)、数字化处理(Digital Processing)技术为主的数字化生活(Digital Life)正在向我们招手,一步步地向我们走来——清晨,MP3音箱播放出悦耳的晨曲,催我们按时起床;上班途中,开启随身携带的膝上型电脑,进行新一天的工作安排;上班以后,通过网际网路召开网路会议、开展远端教学和实时办公;在下班之前,我们远端启动家里的空调和溼度调节器,保证家中室温适宜;下班途中,开启手机,悠然自在观看精彩的影视节目;进家门前,我们接收网上订购的货物;回到家中,和有线电视台进行互动,观看和下载喜欢的影视节目和歌曲,制作多媒体,也可进入社群网际网路,上网浏览新闻了解天气……这一切看上去是不是很奇妙?似乎遥不可及。其实它正在和将要发生在我们身边,随着新一代家用电脑和网际网路的出现,如此美好数字生活将成为现实。当享受数字生活的同时,饮水思源,请不要忘记为此作出巨大贡献的功臣——绚丽多彩的新材料世界!


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