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Capítulo 1
Introducción a la ciencia e ingeniería de materiales
deslaminación entre los plásticos y las fibras? Las aeronaves de aluminio tienen paneles estructurales remachados. ¿Cómo se unirán los componentes estructurales del material compuesto? En este análisis podemos observar que es necesario considerar muchas cuestiones durante el proceso de diseño y la selección de materiales de cualquier producto, además de que la razón desempeño/costo, la composición, la microestructura y la síntesis y el procesamiento son factores críticos. Un ejemplo más de la aplicación del tetraedro de la ciencia e ingeniería de materiales es el empleo de una clase de materiales conocidos como polímeros semiconductores (figura 1-2) en dispositivos microelectrónicos. Muchos tipos de pantallas, como las que se encuentran en los despertadores y los relojes, usan diodos emisores de luz (light emiting diodes, LED) elaborados con compuestos inorgánicos basados en arseniuro de galio (GaAs) y otros materiales. La ventaja del uso de plásticos en la microelectrónica es que son flexibles y fáciles de procesar. Las preguntas que deben responder los científicos e ingenieros en materiales sobre las aplicaciones de los polímeros semiconductores son ● ● ● ● ●
¿Cuáles son las relaciones entre la estructura de los polímeros y sus propiedades eléctricas? ¿Cómo pueden fabricarse dispositivos con el empleo de estos plásticos? ¿Estos dispositivos serán compatibles con la tecnología del chip de silicio existente? ¿Cuán robustos son estos dispositivos? ¿Cómo se compararán el desempeño y el costo de estos dispositivos con los dispositivos tradicionales?
Estos son sólo algunos de los factores que los ingenieros y científicos deben considerar durante el desarrollo, diseño y fabricación de los dispositivos de polímeros semiconductores.
¿Cuáles son las características eléctricas? Desempeño Costo
¿Cuán robustos son los dispositivos?
¿Cuál es el costo de fabricación? ¿Cómo se compara éste con los dispositivos basados en silicio?
A: Composición ¿Qué polímeros pueden usarse? ¿Cuántos dopantes pueden usarse para controlar el nivel de conductividad?
C: Síntesis y procesamiento ¿Cómo pueden fabricarse películas delgadas? ¿Cómo se pueden conectar los diferentes dispositivos entre sí? B: Microestructura ¿Cómo controla la conductividad la naturaleza del enlace? Figura 1-2 Aplicación del tetraedro de la ciencia e ingeniería de materiales a polímeros semiconductores en microelectrónica.