【摘要】 低介电常数材料一般指材料的介电常数ε低。

上一期我们介绍了介电常数原理、概念等，介电材料也有高低之分，那么在本期我们会向同学们介绍有关低介电材料的一些知识。

一、概念

低介电常数材料一般指材料的介电常数ε低。介电常数可分别为：ε>3.0，ε=2.5～3.0以及ε<2.2（超低介电常数）。按材料特征可分为无机物和有机高分子。无机物具有稳定性高、收缩性低以及耐腐蚀性的优点，有机高分子具有分子设计可控、加工性好等优势。

二、怎样获取低介电常数？

选用非极性分子材料可以得到低介电常数。对于非极性分子，介电常数 ε 与极化率 α 两者可以通过Clausius-Mosotti方程联系起来

式中N为单位体积内的极化分子数，k=ε/ε0，ε/ε0 分别对应材料和真空介电常数。α表示总分子极化率。

由上式可知可以通过以下几个途径降低介电常数：首先，可以降低材料的极化率，包括电子、离子以及分子极化率，就是选择低极化能力的材料；其次，可以增加材料的空隙密度，进而降低介电材料的密度（也就是单位体积内极化分子数N）。

通常情况下，对于性质不同的电介质只有单一极化作用会占据主导地位，非极性分子为电子极化；离子晶体是离子极化；而偶极子分子极化在强极性介质中占主导地位。一般来说，低介电材料分子的组成没有离子键，所以我们要想降低材料极化率，主要通过降低材料中的电子以及分子的极化率。那通过什么手段来降低材料中的电子以及分子的极化率呢？

本期由于版面有限，下期我们继续介绍。

参考文献

[1] Arden W M, Current Opinion in Solid State & Materials Science, 2002, 6(5):371-377.

[2] Maier G, Progress in Polymer Science, 2001, 26(1):3-65.

[3] Petkov M P, Lynn K G, Rodbell K P, et al, Nuclear Science IEEE Transactions on, 2002, 49(6):2724-2728.

 

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