电子材料与元器件介绍
电子材料与元器件
电子材料与元器件电子材料与元器件是现代电子科技领域中不可或缺的重要组成部分。
电子材料是指用于制造电子器件和元器件的材料，包括半导体材料、导电材料、绝缘材料、磁性材料等。
而元器件则是指利用电子材料制造的各种电子元件，如二极管、晶体管、集成电路等。
本文将从电子材料和元器件的基本概念、分类、应用以及发展趋势等方面进行探讨。
首先，我们来看一下电子材料的基本概念。
电子材料是指在电子器件制造过程中所使用的材料，它们具有特定的电学、磁学、光学、热学等性能，能够满足电子器件对材料性能的要求。
常见的电子材料包括硅、锗、氮化镓、氮化铝、氮化硼等半导体材料，金属铜、铝、铁等导电材料，以及氧化铝、氧化硅等绝缘材料。
其次，电子材料可以根据其性能和用途进行分类。
按照性能分类，可以分为导电材料、绝缘材料、半导体材料、磁性材料等。
按照用途分类，可以分为用于制造电子器件的基本材料和用于制造电子器件的辅助材料。
基本材料包括半导体材料、金属材料、绝缘材料等，而辅助材料包括封装材料、散热材料、连接材料等。
接下来，我们来谈一下元器件。
元器件是利用电子材料制造的各种电子元件，它们是电子电路的基本组成部分，用于实现电路的功能。
常见的元器件包括二极管、晶体管、集成电路、电容器、电阻器等。
这些元器件在电子设备中起着不可替代的作用，广泛应用于通信、计算机、消费电子、医疗器械等领域。
最后，让我们来看一下电子材料与元器件的发展趋势。
随着科学技术的不断进步，电子材料和元器件也在不断发展和创新。
在电子材料方面，新型半导体材料的研发将会推动电子器件的性能提升；在元器件方面，微型化、集成化、高频化、高可靠性将是未来元器件发展的主要趋势。
同时，新型材料和元器件的应用将会推动电子科技领域的发展，为人类社会带来更多的便利和进步。
总的来说，电子材料与元器件作为现代电子科技领域中的重要组成部分，对于推动科技进步和社会发展起着至关重要的作用。
随着科学技术的不断发展，我们相信电子材料与元器件的未来一定会更加美好。
最全电子元器件介绍
最全电子元器件介绍电子元器件是电子技术中最基本的组成部分，广泛应用于电子设备和电子系统中。
下面是对常见的电子元器件进行介绍。
1.电阻器：用来提供电阻，限制电流流过的元器件。
常见的有固定电阻器（通过改变电阻的材料和尺寸来决定电阻值）和变阻器（通过机械或电子方式改变电阻值）。
2.电容器：用来存储电荷并产生电场的元器件。
常见的有固定电容器（电容值固定）和可变电容器（电容值可调节）。
3.电感器：用来储存磁场和产生电压的元器件。
常见的有铁芯电感器（通过铁芯增强磁感应强度）和空芯电感器（无铁芯）。
4.二极管：由PN结组成，用来控制电流的流向。
具有正向导通和反向截止的特性。
常见的有普通二极管、肖特基二极管和发光二极管等。
5.三极管：由三个PN结组成，用来放大电流和控制电流的元器件。
可以分为NPN型和PNP型。
常见的有普通三极管、场效应晶体管和双极型晶体管等。
6.MOSFET：金属氧化物半导体场效应管，利用电场控制电流。
主要分为N沟道型和P沟道型。
常见的有增强型MOSFET和耗尽型MOSFET等。
7.电压稳压器：用来稳定电压输出的元器件。
常见的有线性稳压器和开关稳压器。
8.发光二极管（LED）：能够将电能转化为光能的元器件。
常见的有红、绿、蓝等多种颜色。
9.操作放大器（OP-AMP）：用来放大电压和信号的元器件。
是一种差分放大器。
10.半导体存储器：用来存储数字信息的元器件。
常见的有EPROM、EEPROM、SRAM、DRAM等。
11.传感器：用来感知环境信息并将其转化为电信号的元器件。
常见的有温度传感器、压力传感器、光传感器等。
12.集成电路（IC）：在一个芯片上集成了多个电子元器件，并通过内部连接实现相应功能。
有大规模集成电路（LSI）、中小规模集成电路（MSI）和小规模集成电路（SSI）等。
13.光电器件：利用光电效应将光信号转化为电信号或将电信号转化为光信号的元器件。
常见的有光敏电阻、光电二极管和激光二极管等。
电子料总结
电子料总结1. 介绍电子料是指在电子行业中常用的材料，包括电子元器件、半导体材料、电子附件等。
这些材料在电子产品的设计和制造中起到至关重要的作用。
本文将对常见的电子料进行总结和介绍。
2. 电子元器件2.1 电阻器电阻器是一种电阻值固定的电子元件，常用于电路中控制电流、电压和信号的大小。
常见的电阻器有固定电阻器和可变电阻器两种类型，可按照功率、电阻值和尺寸等指标进行分类。
2.2 电容器电容器是一种可以储存电荷的电子元器件，常用于电路中调节电流、储存能量和滤波等功能。
常见的电容器有固定电容器和可变电容器两种类型，可按照电容值、电压容量和尺寸等指标进行分类。
2.3 电感器电感器是一种储存磁能的电子元器件，常用于电路中储存和传递能量。
常见的电感器有固定电感器和可变电感器两种类型，可按照电感值、电流容量和尺寸等指标进行分类。
2.4 二极管二极管是一种具有单向导电特性的电子元器件，常用于电路中进行整流、稳压、开关和检波等功能。
常见的二极管有普通二极管、肖特基二极管和隧道二极管等类型。
2.5 三极管三极管是一种具有放大和开关功能的电子元器件，常用于电路中进行信号放大、开关控制和放大器设计。
常见的三极管有普通三极管、场效应管和绞线管等类型。
2.6 可控硅可控硅是一种具有双向导电特性的电子元器件，常用于电路中实现电流和电压的控制。
可控硅具有低功耗、高稳定性和可靠性的特点，被广泛应用于功率控制电路和调光器等领域。
3. 半导体材料3.1 硅硅是一种非金属元素，广泛用于电子行业中制造半导体材料。
硅具有良好的导电性、热传导性和机械强度，被广泛用于制造集成电路、太阳能电池和传感器等电子器件。
3.2 锗锗是一种半金属元素，具有类似硅的导电性能，被用于制造半导体和红外线探测器等电子器件。
锗材料的热传导性和温度特性优于硅材料。
3.3 砷化镓砷化镓是一种化合物半导体材料，具有较高的电子迁移率和频率响应范围，被广泛用于制造高速电子器件和激光二极管等。
实训报告常用电子元器件
一、引言电子元器件是电子设备、系统或电路的基本组成部分，它们在电路中起着至关重要的作用。
在电子技术实训过程中，了解和掌握常用电子元器件的特性、应用和操作方法是非常必要的。
本文将介绍几种在电子技术实训中常用的电子元器件，包括电阻、电容、电感、二极管、晶体管、集成电路等。
二、电阻1. 定义：电阻是一种被动元件，用于限制电路中的电流。
它具有阻值，单位为欧姆（Ω）。
2. 分类：根据材料、结构和工作温度等不同，电阻可分为线绕电阻、碳膜电阻、金属膜电阻、水泥电阻等。
3. 应用：电阻在电路中用于限流、分压、分流、保护等。
例如，在电源电路中，电阻用于限流，保护电路元件不受过流损坏。
4. 操作方法：在实训中，使用万用表测量电阻的阻值，注意测量时确保电路断开，避免损坏万用表。
三、电容1. 定义：电容是一种被动元件，用于存储电荷。
它具有容量，单位为法拉（F）。
2. 分类：根据材料、结构和工作频率等不同，电容可分为电解电容、陶瓷电容、薄膜电容、气体电容等。
3. 应用：电容在电路中用于滤波、耦合、旁路、去耦等。
例如，在电源电路中，电容用于滤波，去除电源中的纹波。
4. 操作方法：在实训中，使用万用表测量电容的容量，注意测量时确保电路断开，避免损坏万用表。
四、电感1. 定义：电感是一种被动元件，用于存储磁场能量。
它具有电感值，单位为亨利（H）。
2. 分类：根据材料、结构和频率等不同，电感可分为固定电感、可变电感、铁芯电感、空气芯电感等。
3. 应用：电感在电路中用于滤波、振荡、延迟等。
例如，在电源电路中，电感用于滤波，去除电源中的纹波。
4. 操作方法：在实训中，使用万用表测量电感的电感值，注意测量时确保电路断开，避免损坏万用表。
五、二极管1. 定义：二极管是一种半导体器件，具有单向导电性。
2. 分类：根据材料、结构和特性等不同，二极管可分为硅二极管、锗二极管、肖特基二极管、快恢复二极管等。
3. 应用：二极管在电路中用于整流、稳压、限幅、开关等。
电子材料与电子元器件PPT课件
电子产品装接工艺
第3章 电子材料与电子元器件
清华大学出版社
3.1.2 绝缘材料
1．绝缘材料的特性 （1）绝缘材料（电介质）的漏导电流。绝缘材料并不是绝对不导电，当 对绝缘材料施加一定的直流电压后，绝缘材料中会有极其微弱的电流通过， 并随时间而减小，最后逐渐趋近于一个常数，这个常数就是电介质的漏导电 流。 （2）体积电阻和表面电阻。在固体绝缘材料中，漏导电流电流有两个流 通途径，一部分电流穿过固体介质内部，称为体积漏导电流，另一部分沿介 质表面流过，称为表面漏导电流。
表 3.1 通用电阻的标称阻值系列和允许偏差
系列
允许偏 差
电阻
的标称值
1.0；1.1；1.2；1.3；1.5；1.6；1.8；2.0；2.2；2.4；2.7；3.0；3.3；3.6；3.9；
E24
±5﹪
4.3；4.7；5.1；5.6；6.2；6.8；7.5；8.2；9.1
E12
±10﹪
1.0；1.2；1.5；1.8；2.2；2.7；3.3；3.9；4.7；5.6；6.8；8.2
1/4W
1/2W
1W
2W
5W
10W
图 3-4 电阻额定功率电子材料与电子元器件
清华大学出版社
3）电阻的识别 （1）直标法。用阿拉伯数字表示和单位符号（Ω、kΩ、MΩ）在电阻体 表面直接标出阻值，用百分数标出允许偏差的方法称为直标法。例如：24KΩ， ±10%。 （2）文字符号法。用阿拉伯数字和文字符号有规律的组合起来，表示标 称值和允许偏差的方法称为文字符号法。标称阻值的单位标志符号见表 3.2， 单位符号的位置则代表标称阻值有效数字中小数点所在位置。
金属膜电阻的符号是RJ
电子产品装接工艺
常用电子材料及电子元器件
时，选择的刃口直径必须大于导线的直径，反之，可能会切伤导线或切断导线。
2．1．3 各种螺丝刀
1、螺丝刀 螺丝刀是用于旋紧或拧松各种螺丝钉的一种工具。根据螺丝钉头部的形式不
同，螺丝刀可分为平口或十字。不管那种形式的螺丝刀，都有各种尺寸规格可供选择。为了
防止触电，螺丝刀的手柄都是由塑料或木质材料组成。
2、无感改锥 无感改锥是种专门用来调试电感或变压器慈芯用的无感螺丝刀，它的旋竿
绝缘材料的电阻率一般都大于 109Ω/cm，在电子制作过程中非常重要，尤其各种绝缘 板、绝缘纸、绝缘套管等应用更为普遍。
1、绝缘板 主要有热塑性绝缘材料做的适合于不受热、不受力的绝缘部件，例如护套、 护罩、仪器面板等。有热固性层压材料制作的各种厚度的层压纸板。有由环氧树脂材料材 料制作的各种绝缘板。
在电子产品的制作和维修中，有时需要把已焊接好的焊点和元器件拆除，这就要用到 吸锡器。吸锡器是用来吸除焊点存锡的一种工具。拆装电子元器件时，先用电烙铁熔化焊点， 再用吸锡器将焊锡吸除，则电子元器件即可被拔出。
2．2 常用电子制作材料
一些常用的电子材料在设计、安装电子产品时也是非常重要的。掌握这些材料的性能特 点及其选用的常识，对电子产品的设计、安装具有重要意义。
3、 线扎
4、 粘合剂 5、 热熔胶
2．3 常用电子元器件
2.3.1 电阻器 1、电阻器的命名方法
根据国家标准 GB2470—81 的规定，电阻器的型号由以下几部分组成。
区别代号（用大写字母表示） 序号（用数字表示） 分类（多数用数字表示，个别用字母表示，见表2—1） 材料（用字母表示，见表2—2） 主称（用字母表示，R 一般电阻，W 电位器，M 敏感电阻）
2.1.1.a 普通的电工刀 2、 试电笔又叫测电笔、电笔，主要用于测试 500V 以下电线、用电器和电器设备是否 带电，是一种辅助的安全工具。常见的测电笔有钢笔式和螺丝刀式两种。试电笔测试电压的 范围通常在 60～500V 之间，试电笔由笔尖金属体、电阻氖管、笔身、小窗、弹簧和笔尾的 金属体组成。如图 2.1.1.b 所示。
电子信息材料知识点总结
电子信息材料知识点总结1. 电子元器件材料电子元器件是电子设备的核心组成部分，它用于控制电子信号的流动和转换，从而实现各种功能。
电子元器件材料是电子元器件的基础材料，它直接影响到电子元器件的性能和可靠性。
常见的电子元器件材料包括导体、绝缘体、半导体等。
（1）导体材料导体是能够允许电子自由流动的材料，它在电子元器件中用于传输电流。
常见的导体材料包括铜、铝、金等金属材料，它们具有良好的导电性能和机械性能，适合用于制造导线、电极、接线等部件。
（2）绝缘体材料绝缘体是对电子具有很强阻止作用的材料，它在电子元器件中用于隔离电路和保护电子设备。
常见的绝缘体材料包括二氧化硅、氧化铝、聚合物等，它们具有良好的绝缘性能和耐高温性能，适合用于制造绝缘层、密封件、外壳等部件。
（3）半导体材料半导体是介于导体和绝缘体之间的材料，它在电子元器件中用于制造晶体管、二极管、集成电路等部件。
常见的半导体材料包括硅、锗、砷化镓等，它们具有良好的半导体性能和光电性能，适合用于制造各种电子器件。
2. 半导体材料半导体材料是一类具有半导体性能的材料，它在电子领域中具有重要应用价值。
半导体材料的性能直接决定了电子器件的性能和功能，因此对其进行深入研究具有重要意义。
（1）硅材料硅是一种常见的半导体材料，它在电子器件制造中占据着重要地位。
硅材料具有良好的稳定性、加工性和可靠性，适合用于制造各种集成电路、光伏电池、振荡器等器件。
（2）化合物半导体材料化合物半导体材料是由两种或多种元素化合而成的半导体材料，它具有比硅更优秀的性能和应用潜力。
常见的化合物半导体材料包括砷化镓、硒化锌、氮化镓等，它们在光电子器件、微波器件、光伏器件等领域中有着广泛的应用。
（3）有机半导体材料有机半导体材料是一类新型的半导体材料，它具有良好的柔韧性、可加工性和低成本性，因此在柔性电子器件、有机光电子器件等领域中备受青睐。
常见的有机半导体材料包括聚合物、小分子有机物等，它们在柔性显示器、柔性传感器、有机太阳能电池等领域中有着广泛的应用。
电子行业常用电子元器件大全
电子行业常用电子元器件大全简介在电子行业中，使用各种各样的电子元器件是非常常见的。
这些电子元器件可以说是电子设备的基石，起到了连接、调节和控制的重要作用。
本文将介绍一些电子行业中常见的电子元器件，帮助读者对电子元器件有更深入的了解。
一、电阻器（Resistor）电阻器是电子电路中最基本的被动元件之一，它的主要作用是限制电流的流动。
电阻器的阻值可以根据实际需求来选择，常见的有固定电阻器和可变电阻器两种。
1. 固定电阻器固定电阻器是最常见的电子元器件之一，通常由炭陶瓷等材料制成。
它的阻值是固定的，不可调节，用于限制电路中的电流和分压。
2. 可变电阻器可变电阻器也被称为电阻器，其阻值可以根据需要进行调节。
常见的可变电阻器有旋钮式和拉线式两种，用于调节电路中的电阻值，以实现对电流的调节。
二、电容器（Capacitor）电容器是一种以两个不导电材料之间的电介质为媒介的元器件。
电容器主要用于储存和释放电荷，并在电路中充当电流的分配器。
1. 电解电容器电解电容器是常见的极性电容器，根据极性连接正负极。
电解电容器具有大容量和较高的电压稳定性，常用于电源滤波和能量存储电路。
2. 陶瓷电容器陶瓷电容器是一种非极性电容器，通常由瓷土制成。
它具有体积小、频率特性好等特点，常见于振荡电路和调谐电路中。
三、二极管（Diode）二极管是一种电子元器件，它具有单向导电性。
二极管通常由半导体材料制成，在电路中常用于整流和开关电路。
1. 整流二极管整流二极管也被称为二极管，主要用于将交流电信号转换为直流电信号。
它具有低压降和高反向击穿电压，适用于高频电路和电源供电电路。
2. 射频二极管射频二极管是一种特殊用途的二极管，主要用于射频和微波电路中。
它具有较高的频率特性和快速开关速度，适用于高频放大器和调制解调器等设备。
四、晶体管（Transistor）晶体管是一种半导体器件，可以放大和控制电流。
它是现代电子器件中最重要的组成部分之一，常用于放大、开关和振荡电路中。
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以电子学和光电子学为代表的信息产业已成为当今知识经 济时代国民经济和社会发展的战略性基础产业和支柱产业。 而电子功能材料与器件则是电子学和光电子学的重要物质 基础与先导。
电子信息材料是指以电子或光子为载体、用于制造各种电 子及光电子元器件、半导体集成电路、纳米电子器件、磁 性元器件、电子陶瓷器件等的材料。
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基于光电子材料
1960年出现第一台红宝石激光器。 固态激光器（包括固体激光器和半导体激光器），
A1GaAs半导体激光器和lnGaAsP半导体激光器。 1991年提出和发现光子晶体。
光子晶体是一种介质或金属材料在空间呈周期性排列 并能自由控制光的人造晶体。光子晶体内部的光学折 射率呈周期性分布。
同时又是一种多学科交叉的学科，涉及到电子技术、光学、 物理化学、固体物理学和工艺技术等多学科知原理并不排斥通过操纵单个原 子来制造物质。这样做并不违反任何 定理，而且原则上是可以实现的。毫 无疑问，当我们得以对细微尺度的事 物加以操纵的话，将大大扩充我们可 能获得物性的范围 。 ---费曼,1959
随着电子学向光电子学、光子学迈进，微电子材料 在未来10～15年仍是最基本的信息材料，光电子材 料、光子材料将成为发展最快和最有前途的信息材 料。
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1 硅基半导体材料
硅单晶研发的主要方向：提高硅集成电路成品率、性能，降 低成本，增大直拉硅单晶的直径，解决缺陷等。
2013年进入32纳米技术代，栅长13nm；2016年进入22纳米技 术代，栅长9nm；2022年栅长将是4.5nm。
半导体芯片上晶体管数量及特征尺寸的变化趋势 3
以半导体材料为载体 摩尔定律
18个月，IC集成晶体管数目翻倍 18个月，IC产品性能提高一倍 18个月，相同性能产品降价一半
安迪-比尔定律 反摩尔定律
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基于碳纳米管
碳纳米管可以具有金属特性，也可以具有半导体特性，这取 决于碳纳米管碳链的空间螺旋。金属的碳纳米管在室温下具 有迄今最高的电导率。
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4 磁性纳米材料的应用
由于纳米磁性材料具有多种特别的纳米磁特性，可制成纳米 磁膜(包括磁多层膜)、纳米磁线、纳米磁粉(包括磁粉块体)和 磁性液体等多种形态的磁性材料，因而已在传统技术和高新 技术、工农业生产和国防科研以及社会生活中获得了多方面 的广泛而重要的应用。
磁记录方面
纳米永磁材料方面
自旋极化的电子注入到半导体中，并被人为操控，可以 制成新型的自旋电子器件，用于数据的存储和运算。
由于在InMnAs和GaMnAs磁性半导体中发现了低温铁磁 性，特别是在TiCoO2、 GaMnN、GaCN、ZnCoO等磁 性半导体中发现了居里点高于室温的铁磁性，引发了磁 性半导体材料的研究热潮，然而由于对磁性的起源不明， 研究进展缓慢。
可以通过掺杂来控制光子晶体带隙的位置、宽度及带 隙中掺杂模式的形成。
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电子材料的发展体现出如下趋势：
功能材料与器件相结合，并趋于小型化与多功能化。 电子材料的低维化。 新型信息功能材料的不断涌现。
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电子材料是电子信息产业的重要组成部分，是发展 电子信息产业的基础与先导。电子材料作为基础性 材料已渗透到国民经济和国防建设的各个领域，没 有高质量的电子材料就不可能制造出高性能的电子 元器件，也就没有先进的电子信息系统。
人们一方面开发诸如高K栅介质、金属栅、双栅/多栅器件、 应变沟道和高迁移率材料、铜互连技术（扩散阻挡层）、低 介电常数材料、多壁纳米碳管通孔和三维铜互连等；另一方 面，在电路设计与制造方面，采用硅基微/纳器件混合电路、 光电混合集成和系统集成芯片(SOC)技术等，来进一步提高 硅ICs的速度和功能。
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1 硅基半导体材料
基于石墨材料的硅基场效应晶体管的研究
基于双栅极的石墨场效应晶体管
这些性能使得石墨层成为制 作场效应晶体管的一种非常 有前途的基础材料，用于制 作工作在毫米波频段或更高 频段的晶体管，其结构如图 所示。
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2 化合物半导体材料
与半导体硅相比，III-V族化合物半导体材料以其在高速、大 功率、低功耗、低噪声系数等方面的优异光电性能，使得其 射频及微波通信、光纤通信、太阳能电池和显示等方面得到 了广泛的应用。
基于纳米管的单电子器件 5
基于光电子材料
以电子为媒介而传递信息，因为电子的传输速度受其质 量(9.1×10-31kg)影响，有一定限度。所以，随着对信息 传输容量和速度的要求不断提高，而光子作为更高频率 和速度的信息载体就被应用，从而又出现了与电子技术、 微电子技术交叉发展的光电子技术。
光子材料是指利用光子或光互相作用来实现信息产生、 传输、存储、显示、探测及处理的材料。它包括激光晶 体、红外材料、液晶、非线性光学材料、光子晶体及光 纤材料等。
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1 硅基半导体材料
基于石墨材料的硅基场效应晶体管的研究
石墨是一种严格意义上的二维材料， 它是由单原子层的碳原子以蜂窝状 结构排列而形成的有序结构。
石墨层的结构
由于石墨层中的电子-光子散射作用 非常微弱，因此，即使是在室温的 条件下，石墨中的电子迁移率就高 达200,000cm2/Vs。并且其载流子饱 和速率是硅材料的6-7倍。
纳米软磁材料方面
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5 有机光电子材料
有机光电子材料是指用于光电子技术的，具有光子和电 子的产生、转换和传输特性的有机材料。
有机晶体管驱动的OLED显示器 16
集成电路和半导体器件用材料由单片集成向系统集 成发展
光电子材料向纳米结构、非均值、非线性和非平衡 态发展
新型电子元器件用材料主要向小型化、片式化和复 合化方向发展
GaAs
InP HBT和HEMT ，量子激光器和探测器
GaN SiC
高热导率、高电子漂移速度和大的击 穿电压使其在高频、大功率、抗辐射 方面有广泛的应用；短波发光探测方
金刚石薄膜 面也有较好的应用。
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3 半导体自旋电子学材料和器件
探索载流子的自旋运动规律，实现对其操纵、调控及其 应用的科学称之为自旋电子学 。