功能材料物理复习资料汇总版.docx
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功能材料物理复习资料汇总版
P,n型半导体的实验区分:
在示波器下的伏安曲线。
在对一个接触电极进行加热状态下测试半导体材料的电导率。
霍尔效应的极性。
应用:
半导体热电仪,压力传感器
P-n结:
正偏压下,电流随电压的增大而升高,负偏压则只会出现很小漏电流。
P-n结只允许一个方向的电流通过,因而可做整流器。
反向击穿:
p-n结处于反向偏压时一般只有很小的漏电流,这是由于热激发的少量电子和空穴引起的。
但偏压太大,通过pn结绝缘区的漏电流的载流子将被大大加速,进而激发出其他载流子,导致在反向偏压下也产生很大的电流,称之为击穿。
半导体的物理效应最重要的是导电性与光电性。
光致发光(荧光效应)定义:
价带的电子受到入射光子的激发后,会越过禁带进入导带这些电子又越回价带,会以光子的形式释放出能量。
电致发光(发光二级管、激光二极管)原理:
载流子在正偏压下发生迁移,n型半导体内多数载流子(电子)扩散到p型半导体区,同时p型半导体内的多数载流子(空穴)扩散到n型半导体区。
这些注入到p区的电子和注入到n区的空穴都是非平衡少数载流子。
这些非平衡的少数载流子(电子)不断与p-n结区及p型多数载流子(空穴)复合而发光。
光伏特性(太阳能电池)
产生激光的三个条件:
实现粒子数反转、满足阈值条件、谐振条件
太阳能电池:
pn结不仅能将光子能量转变成电荷能量,更重要的是能够在空间位置上将正负电荷分离开来。
如果在pn结的外部接上回路相互结合,这就是太阳能电池。
异质结:
将俩个禁带宽度不同的半导体材料组成pn结。
材料功函数:
材料费米能及与真空能级之差
若Φm﹥Φs,电子从半导体流向金属,在半导体表面留下带正电荷的施主离子,金属表面的负电荷与半导体表面的正电荷形成内电场,平衡时,称为schottky势垒。
肖特基势垒二极管优点:
高频特性好,开关速度快,由于它是杂质引起的多数载流子在起作用不是由于热产生的本证激发的少数载流子起作用,所以热噪声很低。
欧姆接触:
无论所加的偏压极性如何,电子都可以自由通过界面,此时半导体与金属的接触状态称为欧姆接触。
半导体陶瓷:
是有一种或数种金属氧化物,采用陶瓷制备工艺制作的多晶半导体材料。
特性,化学性质比较复杂、易产生化学计量偏离,在晶格中形成固有缺陷、离子键导致其迁移机理比一般半导体复杂,是多晶材料,存在晶界,将产生ptc效应,压敏效应等。
肖特基缺陷:
晶格上的原子因热运动脱离晶格的束缚跑到晶体表面的格点位,而在晶格内留下一个空格点,该空格点被称为肖特基缺陷。
弗兰克尔缺陷:
离子晶体中,若晶格上的一个离子进入到晶格中的间隙位,同时在晶格上留下一个空格点,该缺陷称为弗兰克尔缺陷。
电介质是在电场作用下具有极化能力并在其中长期存在电场的一种物质。
电介质的四个基本常数:
介电常数是指以电极化的方式传递、存贮或记录电的作用。
电导是指电介质在电场的作用下存在泄漏电流。
介电损耗是电介质在电场的作用下存在电能的损耗。
击穿是指在强电场下可能导致电介质的破坏。
电极化p的来源:
对于固体介质,必须注意粒子相互作用的性质,此时粒子的相互作用有长程和短程之分。
价键作用、范德华力、排斥力等是短程作用,而偶极矩的相互作用使长程的。
固液介质涉及大量粒子的相互作用。
气体分子的极化可以分为三个来源:
电子的位移极化(由于电场的作用构成它的原子或离子中的电子云将发生畸变,使电子云与原子核发生相对位移,在电场和恢复力的作用下,原子具有一定的电偶极矩),离子的位移极化(在电场的作用下,除了离子内部产生电子的位移极化外,离子本身将发生可逆的弹性位移,正离子沿电场方向运动负离子沿反电场方向运动,正负离子发生相对位移,形成感应电偶极矩),固有电矩的转向极化(若分子具有固有电矩,在外场的作用下,电矩的转向所产生的电极化)
通常电子的位移极化负离子远大于正离子如氧离子的电子极化率很大,故含氧离子较多的物质具有较高的介电常数。
许多电介质,如一些有极性的液体,具有较大的介电常数,这与其中存在的固有电矩有关。
极化驰豫与介电损耗的微观联系,就两种极化过程来看平衡的建立:
1带电粒子的弹性位移所造成的极化,实际上也必然牵涉着某种耗散机构,例如粒子间的碰撞等,因为这样才可能建立平衡。
2粒子有着两个以上的平衡位置,从一个到另一个平衡位置的过渡造成极化。
这个过程依赖于热起伏,与非线性振动有关,这就导致损耗。
电矩由一个平衡态过渡到另一个平衡态之前必须等待若干时间。
换言之,由于电矩在两个或两个以上的平衡位置转动而引起的极化是一个弛豫过程。
弛豫时间:
空位在两个平衡位置AB间的跃迁到新平衡状态所需时间
电导的分类:
1离子电导或电解电导(本征离子或杂质离子及其空穴)2离化分子电导或电泳电导(离化的分子团或原子团)3电子电导(来自光电效应电极注入施主或受主掺杂的可动电子或空穴)
异价杂杂质缺陷:
当晶体中点缺陷浓度较高时,一部分带有异号电荷的点缺陷之间,或者与电子空穴之间可以通过库伦静电相互作用缔合在一起形成复合缺陷。
作用:
其本身在晶体中的迁移率相当低,对电导的贡献可以略去但是在热离解后对材料的电导有贡献,影响材料的电导随温度的变化。
固体电介质的击穿:
在电场的作用下伴随着热,化学,力等作用而散失其绝缘性能的现象。
很复杂,除了与材料本身有关还受到式样与电极形状、外界媒质,电压类型介质散热条件等影响。
特点:
击穿强度比气液介质高。
击穿往往发生在击穿强度比较低的气液环境媒质处。
一般具有破坏性。
电击穿时材料中流过的大电流是电子型的,引起电子导电倍增的方式(即电击穿机制)主要有:
碰撞电离理论、雪崩理论、齐纳击穿(隧道击穿)
影响固体电介质击穿场强的因素:
材料的均匀性。
电压的波形与频率。
温度
热击穿:
固体电介质在电场的作用下,由电导和介质损耗产生的热量超过式样通过传导,对流和辐射所能散发的热量时,式样的热平衡遭破坏,温度不断上升,最终造成介质永久性的破坏。
铁电材料:
利用其高介电常数特点,制作小体积大容量低频电容器,应用在滤波旁路隔直流等电子线路中。
利用其电压特性,做压电陶瓷谐振器,滤波器,压电传感器,超声换能器,压电变压器。
大都为以钙钛矿结构为主的固溶体陶瓷。
极化:
在电场的作用下,电介质中束缚着电荷发生位移或者极性按电场方向转动的现象,称为电介质的极化。
自发极化:
在没有外电场作用时晶体中存在着由于电偶极子的有序排列而产生的极化。
介电常数:
表征材料极化并储存电荷能力的物理量。
非极性电介质由非极性分子组成,在无外电场时分子正负电荷中心重合不具有电偶极矩。
极性电介质则由极性分子组成在无外场时正负电荷中心也不重合,具有固有电矩,与铁电性有密切关系。
电介质的自发极化主要与晶体非中心对称点群有关。
不具有中心对称的21种有20种点群电偶极矩可因弹性形变而改变,具有压电性,称压电体。
在压电体中具有唯一极轴的10种旋转点群可出现自发极化。
因温度改变使电介质受热而产生电荷,所以称之为热释电体。
在这些极性晶体中,因外加电场的作用而改变自发极化方向的晶体便是铁电体。
因此,铁电体必是热释电体,热释电体也必然是压电体。
正电压效应:
电介质晶体在小外力作用下,在某些相对应的表面上产生等量异号电荷,由形变产生电极化。
1.电导率:
电阻率的倒数定义为电导率σ,即:
σ=1/ρ。
2.离子电导:
在离子晶体中,由于热缺陷或杂质的引入而形成的缺陷,在电场作用下,脱离格点的填隙离子或空格点的正、负离子才能够在电场的作用下做定向移动,参与导电过程。
载流子是材料本身的本征离子或杂质离子及其空格子。
电子电导:
主要是由杂质本身以及有杂质形成的各种缺陷,特别是俘获了电子或空穴的各种缺陷在电场的作用下发生电离造成的。
4.本征电导:
源于晶体中,运动的正负离子自身随热运动而离开晶格形成热缺陷或晶体受热激发而产生可动电子和空穴,并且在电场作用下,热缺陷或激发的电子和空穴能定向移动及电离,从而参与导电的过程。
两种载流子的浓度相等,电导率与温度有关。
非本征电导(杂质电导):
是通过引入外来杂质而产生缺陷(填隙离子或空格点的正负离子)或可动的电子、空穴在电场作用下参与导电的过程。
两种载流子的浓度不等,电导率取决于杂质数量。
5.压电效应:
在机械应力的作用下介质发生极化,形成晶体表面电荷的效应。
正压电效应:
某些电解质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。
当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态的现象。
逆压电效应:
当作用力的方向改变时,电荷的极性也随之改变。
相反,当在电介质的极化方向上施加电场,这些电介质也会发生变形,电场去掉后,电介质的变形随之消失的现象。
6.P型半导体:
四价的本征半导体,掺入少量三价的杂质元素,形成空穴半导体,称P型半导体。
n型半导体:
四价的本征半导体,掺入少量五价的杂质元素,形成电子半导体,称n型半导体。
7.超导体:
随着温度的降低,电阻率会逐渐降低。
有些材料在冷却到某一低温Tc时,材料的电阻变为零,电流可以在材料中无限的流动,材料呈现超导状态,称此材料为超导体。
8.电介质四大基本参数:
介电常数:
以电极化的方式传递、存贮或记录电的作用。
电导:
电介质在电场作用下存在泄露电流。
介电损耗:
电介质在电场的作用下存在电能的损失。
击穿:
在强电场下可能导致电介质的破坏。
9.极化:
在外电场作用下,电介质内部产生感应偶极矩的现象。
自发极化:
在无外电场作用的时候,晶体的正负电荷中心不重复而呈现电偶极矩的现象。
10.偶极子:
在电场作用下,正负束缚电荷只能在微观尺度上作相对位移,不能作定向移动。
正负束缚电荷的相对偏移产生感应偶极矩,正负电荷形成一个偶极子。
11.极化率:
单位局部电场强度下,质点电偶极矩的大小称为质点的极化率х=p/Eε0表征材料的极化能力。
12.束缚电荷:
在电介质中,原子,分子或离子中的正负电荷以共价键或离子键的形式被相互强烈地束缚着,通常称为束缚电荷。
13.介电强度:
介质材料在电场作用过程中,常因承受的超过一定数值而失去绝缘能力,出现击穿现象。
击穿时的电场强度称为介电强度或击穿场强Eb。
14.施主掺杂:
通过引入高价金属离子或在晶格内形成氧空位或填隙金属离子缺陷,在晶格周围产生剩余电子,被由高价金属离子或氧空位或填隙金属离子所形成的正电中心所束缚,这种束缚是弱束缚,在导带下面形成施主能级的掺杂形式。
受主掺杂:
通过引入低价金属离子或形成金属离子空位缺陷,形成负电中心,在价带顶部形成受主能级的掺杂形式。
16.铁电体:
具有自发极化且自发极化方向能随外场改变的晶体。
介电体:
在电场作用下具有极化能力并在其中长期存在电场的一种物质,通常不导电。
热释电体:
具有自发极化的晶体,但因受到表面电荷等补偿作用,其电矩不能显现出来。
只有当温度改变,电矩发生变化(电矩有异于零的温度系数)不能被抵消时,才显现其固有的极化。
18.电畴:
晶体中存在一些不同方向的自发极化区域,在铁电体中,固有电极矩在一定的子区域内取向相同这些区域。
19.电滞回线:
铁电体的自发极化在外电场作用下的重行定向并不是连续发生的,而是在外电场超过某一临界电场强度时发生的。
这就使得极化强度P滞后于外加电场E。
当电场发生周期性变化时,P和E之间便形成电滞回线关系。
20.居里温度:
材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度,即铁电体从铁电相转变成顺电相引的相变温度。
居里外斯定律:
描述介电常数或磁化率在居里温度以上顺电相或顺磁相的关系。
ε0-ε=C/(T-Tc),其中ε0和ε分别是低频相对电容率和光频相对电容率,C为居里常量,Tc为居里外斯温度。
二.各种材料的载流子?
为何无机材料的导电性比金属差?
如何让检验材料发生离子电导?
离子电导存在于何种材料中?
金属材料的载流子为自由电子;离子材料的载流子为离子;高分子材料以电子为载流子;大多数无机材料都是以离子键和共价键结合形成的物质;离子材料中,电荷的流动需要通过离子的移动来实现,而这些离子的尺寸通常很大,不像电子那样容易移动。
而以共价键结合的无机材料中,当电子发生移动时,首先要使共价键断开,而这需要很大的能量才能实现。
在金属材料中,金属的价电子贡献出来,作为整个原子集团的共有电子,电子呈现共有化,这些电子组成所谓的电子云或电子气,在点阵的周期场中,按量子力学规律运动。
而失去了价电子的原子成为正离子,镶嵌在这种电子云中,并依靠这些共有化的电子来实现电荷平衡,由于失去的这些价电子不在固定于某一原子位置,所以金属键的物质具有良好的导电性能。
而无机材料禁带宽度较大,电子难以跃迁到导带,故导电性较差。
离子电导的特征是存在电解效应,所以通过电解效应可以判断材料是否存在离子电导,并可以判断载流子是正离子还是负离子。
电子电导可以通过霍尔效应检验。
三.影响离子电导的因素:
1.载流子的浓度与种类2.导电离子的迁移率3.离子的电导率。
1)浓度:
由于杂质活化能比晶格点阵离子的活化能小很多,在低温下杂质电导占主要地位;高温下,热运动加剧,使本征电导的载流子数目显著增加,本征电导占主要地位。
2)晶体结构:
随着晶体结合力的增大,相应的活化能也高,电导率降低。
对于碱卤化合物,随着负离子半径增大,晶体的结合力减小,正离子活化能显著降低;一价正离子尺寸小,电荷少,活化能小,高价正离子,价键强,所以活化能大,所以迁移率低。
3)晶格缺陷:
在晶体中,由于热激发;不变价固溶掺杂及气氛的变化形成了多种类型的载流子,因此大多数情况下,材料的电导率为所有电导率之和。
四.半导体的电导率与温度的关系:
施主的富裕电子所处于杂质原子的电子能级低于半导体的导带,此时影响电导率的禁带不是Eg而是Ed,施主能级的价电子进入导带后,不会在价带产生空穴。
随着温度的升高,越来越多的施主电子跃迁到导带,最后所有的施主电子都进入导带,此时称为施主耗尽。
如果温度继续升高,电动率将维持一个常量,因为在没有更多的施主电子可用,而对于本征半导体的电子和空穴来说,此时的温度又太低;不足于跃迁进入导带,在更高的温度下,才会出现本征半导体产生的导电性。
五.半导体Si掺杂P,B形成n、p-型半导体:
如果Si或Ge添加的是P或Sb等五价元素,那么P或Sb中的四价电子会参加共价键结合,富裕的那个价电子有可能进入导带,参加导电。
向半导体提供电子做为载流子的元素称为施主。
掺入后的半导体以电子做为载流子称为n-型半导体。
如果掺入的是Ga,B一样的3价元素,没有足够的电子参与共价键的结合,如果价带其他电子过来填充这个空穴,在价带上就会产生一个空穴参与导电。
向本征半导体提供空穴做为载流子的元素称为受主,掺入了受主杂质的非本征半导体以正电荷(空穴)做为载流子,称为p-型半导体
六.导体,绝缘体,半导体的能带理论的区别:
导体:
导体中大多数金属材料的能带结构中没有禁带,金属中的价电子只要受到外来能量的激发,就可以跃迁,既金属中电子的跃迁所需的能量很小,所以金属具有良好的导电性能。
另一方面有些金属的能带有重叠现象,使得导电性较好,有时重叠后能带之间的复杂的相互作用使得金属导电性不够理想,有时会使导电性良好,比如Cu;绝缘体:
无价带电子,禁带较宽,与半导体相似,价带上都排满了电子,而导带上则没有电子,禁带宽度Eg较大,电子很难跃过禁带进入导带,所以绝缘体无导电性。
半导体:
价带充满电子,禁带较窄,半导体材料中禁带宽度Eg相对于绝缘体来说较小,处于价带上的电子受到外来能量的激发,△E外>△Eg,电子就可以从价带跃迁到导带,不同禁带宽度的半导体吸收相应的能量,从而表现出不同的特性,如导电性。
七.玻璃材料中载流子高温导电低温绝缘的原因:
在玻璃中,硅氧骨架是无序的,骨架外的M+或M2+(金属阳离子)统计分布于骨架的空腔内起着平衡氧负电荷的作用。
骨架出离子均能发生互相置换,在玻璃中氧化物可以非化学计量所说比例混合,玻璃电熔是利用熔体的电导率,玻璃的导电主要由碱金属离子的电导决定。
在任何温度下,碱金属离子的迁移能力远比网络形成离子大。
低温条件下,玻璃材料未能转变为熔体,其载流子(建金属离子)存在于网络空腔中,迁移率较小,未参与导电机制,另一方面,熔体的电导率遵循:
σ=σ0exp(-E/RT),随着温度升高,载流子迁移率增大,σ增大,同时在高温下,玻璃转变为熔体,碱金属离子变成自由移动的离子,游离于熔体中,迁移率增大,数目增多,在外加电场作用下参与导电,并且表现为离子电导。
玻璃和电导率的关系在玻璃的转变范围内表现出不连续性。
熔体的电导率决定于网络变性体离子的种类和数量(碱金属离子),这些离子的数量及种类影响玻璃转变温度及变为熔体的温度,并且改变熔体中载流子的数目及种类,进而影响玻璃导电的条件即温度。
九.能带理论:
重叠现象、价带、导带、费米能级?
十.半导体的物理效应:
光致发光效应(荧光效应):
价带的电子受到入射光子的激发后,会越过禁带进入导带,如果导带上的这些被激发的电子又跃迁回到价带时,会以放出光子的形式释放能量。
余辉现象:
如果荧光材料中含有一些微量杂质,且这些杂质的能级位于禁带,相当于陷阱能级Ed,从价带被激发的电子进入导带后,又会掉入这些陷阱能级。
这些被陷阱能级所捕获的激发电子必须首先脱离陷阱能级进入导带后才能跃迁回到价带,所以他们被激发后,需要延迟一段时间才会发光。
电致发光效应(发光二极管,激光二极管):
给p-n结加上正向偏压,在正向偏压的作用下,势垒降低,势垒区内建电场也相应减弱,载流子也会在正向偏压的作用下发生扩散。
n型半导体区内的多数载流子电子扩散到p型半导区,同时,p型半导区内的多数载流子空穴扩散到n型半导区。
这些注入到p区的载流子电子和注入到n区的载流子空穴都是非平衡的少数载流子,这些非平衡的少数载流子不断与多数载流子复合而发光,这就是p-n结工作原理。
几乎所有的p-n结都会出现这种发光现象,而发光强度较大的那些p-n结半导体被利用来制成发光二极管。
光伏特效应:
p-n结受光激发后,在二者的结合区域,会产生大量的空穴载流子和电子载流子。
当然,这些正负电荷载流子还有可能再次相互结合,但一部分电子载流子会移动到能级较低的n型导带,空穴载流子会移动到能级较低的p型价带。
其结果是在n型中负电荷增加,在p型中正电荷增加,形成电流。
但是,这种电荷的增加不会无限进行下去,正负电荷相互分离后,会产生反电位,而阻止正负电荷进一步积累。
这种反电位与正负电荷移动趋势相互平衡所到达的平衡,就是该太阳能电池产生的电动势的最大值。
十一.结合键与陶瓷材料的性能关系:
陶瓷材料的结合方式属于离子键或部分、全部的共价键,由于共价键的结合力较强,以这种方式结合的材料常常塑性很差,而且导电性和导热性都不好,当电子发生移动时,首先要使共价键断开,这需要有高的温度和压力下才能实现。
离子晶体中,离子键无方向性,无饱和性,并且导电性能一般不好,由于电荷的流动需要通过离子的移动而实现,而这些离子的尺寸通常大,迁移率通常小于电子的迁移率,不易移动。
十二.电介质极化机制:
1.位移型极化:
不消耗电场,不破坏平衡,是瞬时完成的且外电场撤销时可回复到原来状态。
①电子位移型极化:
在外电场作用下,电子云发生畸变,电子云和原子核发生相对位移。
在电场力和恢复力的作用下,原子产生电偶极矩的极化方式。
②离子位移型极化:
当外电场为零,离子晶体和玻璃等无机电介质中的正负离子处于平衡位置,电偶极矩为零。
在外电场作用下,离子发生位移,正负离子将沿着或逆着电场方向运动,正负离子产生位移形成电荷中心不重合产生电偶极矩。
2.松弛式极化:
消耗电场,破坏平衡,非瞬时完成的不可逆的极化方式。
①离子松弛式极化:
陶瓷是多晶材料,存在各种缺陷,使结构中存在弱束缚离子,这些弱束缚离子在热激发下从一个平衡位置迁移到另一平衡位置,且方向是不定的。
在电场作用下,正负离子沿着或逆着电场方向移动最后在一个温度下发生极化。
②电子松弛式极化:
由于晶格热振动,晶格缺陷,杂质等使材料存在弱束缚电子,在热振动下,吸收能量发生跃迁处于激发态,从一个结点迁移到另一个结点,电场的作用使其运动具有方向性的弱束缚电子产生的极化方式。
3.界面极化:
由于相界,杂质,电化学反应使不均匀介质中的自由电荷运动受阻,且在障碍处聚集,形成界面极化,在电场作用下,不均匀介质的正负填隙离子向阴,阳极运动,使材料格点离子密度改变。
分为夹层式极化和高压式极化。
4.其他:
谐振式极化,自发极化,转向极化。
十三.影响介质损耗的因素:
实际的电介质多少总有些损耗。
这损耗可用实际电容器的电流落后于理想电容器电流的相角δ=π/2-ϕ。
Φ表示实际电容器的电流较之前电压超前的相角。
这里只考虑电导和极化两个因素。
十四.击穿:
固体电介质的击穿就是在电场作用下伴随着热,化学,力等等的作用而丧失其绝缘性能的现象。
固体电介质的击穿是相当复杂的,除了表征材料本身的特性之外,还受到一系列外界因素的影响,例如试样和电极的形状,外界媒介,电压类型,温度和介质散热条件等等。
分为①电击穿:
当固体电介质承受的电压超过一定数值VB时,就使相当大的电流通过其中,使介质丧失绝缘性能。
②热击穿:
当固体电介质在电场作用下,由电导和介质损耗产生的热量超过试样通过传导,对流和辐射锁能散发的热量时,试样中的热平衡就被破坏,试样温度不断上升,最终造成介质永久性的热破坏。
③局部放电击穿:
在电场作用下,在电介质局部区域中所发生的放电现象,这种放电没有电极之间形成贯穿的通道,整个试样并没有被击穿。
④其他:
树枝化击穿,电-机械击穿,沿面放电。
十五.介电常数的测试:
①直流介电常数的测量②电桥法测量低频介电常数③谐振电路法测量复介电常数④传输线法⑤微波测量
十六.铁电体的电滞回线:
十七.铁电物理效应:
1.压电效应:
在机械应力的作用下介质发生极化,形成晶体表面电荷的效应。
正压电效应:
某些电解质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。
当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态的现象。
逆压电效应:
当作用力的方向改变时,电荷的极性也随之改变。
相反,当在电介质的极化方向上施加电场,这些电介质也会发生变形,电场去掉后,电介质的变形随之消失的现象。
2.热释电效应:
当温度发生变化时,由于离子键的键长和键角发生变化,自发极化强度也将发生变化。
这时被自发极化束缚在表面的自由电荷层就要发生相应的调整,例如释放出来,恢复自由,使得晶体呈现带电状态或在闭合电路中产生电流的现象。
3.电致伸缩:
在外电场作用下电介质所产生的与场强二次方成正比的应变。
4.光学效应:
折射率与双折射(色散现象)非线性光学效应,电光效应,光电导和光生伏特。
电致伸缩:
电介质在外电场的作用下,发生尺寸变化即产生应变现象,起应变大小与所加电压的平方成正比。
电导率:
当施加的电场产生电流时电流密度正比于电场强度,其比例常数即电导率。
磁滞现象:
退磁时M的变化落后于H的变化的现象。
磁致伸缩:
此题在磁场中磁化,形状和尺寸都会发生变化的现象。
磁弹性能:
物体在磁化时伸长或收缩受到限制,则在物体内部形成应力,从而内部将产生弹性能,即磁弹性能。
磁化现象:
物体在外加磁场H作用下,能够产生磁化的材料。
比热容:
单位质量物质上升1K所需要的能量(条件:
无相变)物理含义:
晶格热振动状态改变所需要吸收或放出的能量热稳定性,材料承受温度的急剧变化而不致破坏的能力。
热膨胀:
固体材料受热以后晶格震动加剧而引起的容积膨胀。
热传导:
一块材料的温度不均匀或者两个温度不同的物体接触,热量会自动从高温区向低温区传播的现象。
1.为什么锗半导体材料最先得到应用,而现在的半导体材料却大都采用硅半导体?
答:
锗比较容易提纯,所以最初发明的半导体三极管是锗制成的。
但是,锗的禁带宽度(0.67ev)大约是硅的禁带宽度(1.11ev)的一半,所以硅的电阻率比锗大,而且在较宽的能带中能够更加有效的设置杂质能级,所以后来硅半导体逐渐取代了锗半导体。
硅取代锗的另一个原因是硅的表面能够形成一层极薄的二氧化硅绝缘膜,从而能够制备MOS三极管。
因此,现在的半导体材料大都采用硅半导体
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