电子材料复习资料

1、电子材料复习资料第一章名词解释1、电子材料：是指与电子工业有关的、在电子学与微电子学中使用的材料，是制作电子元器件和集成电路的物质基础。结构电子材料是指能承受一定压力和重力，并能保持尺寸和大部分力学性质（强度、硬度及韧性等）稳定的一类材料；功能电子材料是指除强度性能外,还有特殊性能，或能实现光、电、磁、热、力等不同形式的交互作用和转换的非结构材料；先进电子材料是指具有优异的性能的高科技产品，正在进行商业化或研制之中，并具有一定的保密性。2、晶胞：对于实际的三维晶体,将其恰当地划分成一个个完全等同的平行六面体，叫晶胞。3、晶面：由不同位谿原子组成的平面4、对于固体-固体界面，当这些固体属同一品相

2、，仅结晶取向不同时，这种界面称为晶界（grainboundary）或晶体边界（crystalboundary）,当这些固体品相不同，即组成和晶体构造都不相同时，其界面称为相界（phaseboundary）。5、理想表面是为分析问题方便而设定的一种理想的表面结构。6、实际表面是指材料经过一般的加工（切割、研磨、抛光、清洗）后，保持在常温、常压下的表面，当然有时也可能在低真空或高温之下。7、不存在吸附物也不存在氧化层的固体表面，称为清洁面8、驰豫结构是指表面区晶格结构保持不变、只是品格常数变化&a。9、表面结构重构：是指表面结构和体结构出现了本质的不同。10、在一些单品金属的表面区原子的重新排列时

3、，它与内部（衬底）原子的排列无直接关系，这种表面结构称超结构。11、纳米材料是三维空间尺寸中至少有一维处于纳米量级（1-100nm）的尺度范围内或由此作为基本单元构成的材料。包括：纳米微粒、纳米结构、纳米复合材料；12、表面效应：粒子直径减少到纳米级，表面原子数和比表面积、表面能都会迅速增加；处于表面的原子数增多，使大部分原子的周围（晶场）环境和结合能与大块固体内部原子有很大的不同：表面原子周围缺少相邻的原子，有许多悬空键，具有不饱和性质，易与其它原子相结合，故具有很大的化学活性。13、当粒子尺寸下降到一定值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象，纳米半导体微粒存在不连续的最

4、高能级占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级的能隙变宽现象均称为量子尺寸效应14、体积效应：当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件被破坏，导致声、光、磁、热、力等特性呈现新的效应。15、宏观量子隧道效应：微观粒子具有贯穿势率的能力称为隧道效应16、界面相关效应：由千纳米结构材料中有大量的界面.与单晶材料相比，纳米结构材料具有反常高的扩散率，它对蠕变、超塑性等力学性能有显著影响；可以在较低的温度对材料进行有效的掺杂，并可使不混溶金属形成新的合金相；出现超强度、超硬度、超塑性等思考题1、 什么是结构材料、功能材料和先进材

5、料？（P2）答：结构电子材料是指能承受一定压力和重力，并能保持尺寸和大部分力学性质（强度、硬度及韧性等）稳定的一类材料；功能电子材料是指除强度性能外，还有特殊性能，或能实现光、电、磁、热、力等不同形式的交互作用和转换的非结构材料；先进电子材料是指具有优异的性能的高科技产品，正在进行商业化或研制之中，并具有一定的保密性。2、晶体有哪些基本特征？简述晶体与非晶体的异同？（P5）答：晶体的基本特征为：（1）有规则的外形（自范性）；（2）晶体的均匀性，来源于晶体中原子排布的周期性规则，宏观观察中分辨不出微观的不连续性；（3）解离性；（4）稳定性，晶体有固定的熔点；（5）物理性质的异向性。单晶体是指在整

6、个晶体内原子都按周期性的规则排列，而多晶体是指在晶体内每个局部区域里原子按周期性的规则排列，但不同局部区域之间原子的排列方向并不相同，因此多晶体也可以看成是由许多取向不同的小单晶体（又称为晶粒）组成的。9、简述x射线结构分析的基本原理和常用方法？（P37-39）答：组成物质的各种相都具有各自特定的晶体结构（点阵类型、晶胞形状与大小及各自的结构基元等），因而具有各自的X射线衍射花样特征（衍射线位谿与强度）。对于多相物质，其衍射花样则由其各组成相的衍射花样简单叠加而成。由此可知，物质的X射线衍射花样特征就是分析物质相组成的“指纹脚印”。制备各种标准单相物质的衍射花样并使之规范化（1969年成立了国

7、际性组织“粉末衍射标准联合会（JCPDS）”，由它负责编辑出版“粉末衍射卡片”，称PDF卡片），将待分析物质（样品）的衍射花样与之对照，从而确定物质的组成相，这就是结构定性分析的基本原理。常用方法有两种：单晶体衍射法一一劳厄法和粉末法。15简述电子材料今后的发展方向。（P51-54）答：1 .先进电子材料纳米材料、仿生智能材料、先进复合材料、生物电子材料等2 .有机电子材料有机导电、压电、光电、磁电等3 .电子薄膜（主流）4 .计算机技术与电子材料第二章名词解释1、导电材料是指电流容易通过的材料,常用作电极、电刷、电线等2、当温度每升高1C时，导体电阻的增加值与原来电阻的比值，叫做电阻温度系数

8、3、合金组成物态固态下彼此相互溶解而形成的晶体，称为固溶体思考题4、举例说明电极及电刷材料在电子元件中的应用。（P62-66）答；以电容器为例来说明电极在电子元件中的应用，电极是电容器的重要组成部分，它在电容器中起着形成电场，聚集电荷的作用。电极的形式随着电容器的结构不同而有变化，但作用是相同的。电刷主要用在电位器中，电刷是沿电阻体滑动的导电构件，也称接点或接触刷。5、厚膜导电材料有何主要特征？影响其性能的因素有哪些？（P66-68）答：厚膜导电材料应具有很低的电阻率、容易进行焊接、焊点有良好的机电完整性、与基片的粘附牢固等特征。影响厚膜导电材料性能的主要因素是功能相（导电体）和粘结剂（玻璃）

9、的优劣。基片的化学性质和表面平整度对导体膜的粘附（常称为键合）影响也很大。厚膜导电材料用的导电相材料，要求有良好的导电性。7、对薄膜导电体有那些要求？列出几种常用的薄膜导体材料。（P72-81）答：对薄膜导电材料的主要要求是：导电性好、附着性好、化学稳定性高、可焊性和耐焊接性好、成本低。薄膜导电材料分为两类单元素薄膜和多层薄膜。前者系指用单一金属形成的薄膜导电材料，其主要材料是铝膜；后者系指不同的金属膜构成的薄膜导电材料，有二元系统（如铭金）、三元系统（如钛_钳一金）；四元系统（如钛铜-锲一金）等。8、导电聚合物按结构特征和导电机理分为哪几种类型？（P83-84）答：这种导电聚合物如果按其结构

10、特征和导电机理还可以进步分成以下三类：载流子为自由电子的电子导电聚合物；载流子为能在聚合物分子间迁移的正负离子的离子导电聚合物.以氧化还原反应为电子转移机理的氧化还原型导电聚台物（导电能力是由于在可逆氧化还原反应中电子在分子间的转移产生的）。第三章名词解释1、电阻材料是指常用的电阻器、片式电阻器、混合集成电路中的薄膜和厚膜电阻器、可变电阻器和电位器等所用的电阻体材料。2、以是指材料在一定程度上阻碍电流流通，并将电能转变成热能的一种物理性质。3、电阻率在数值上等于长lcm、横截面积为lcm2的导体所具有的电阻值，单位为Q.cm。4、电阻材料的噪声是电阻材料中一种不规则的电压起伏,它也是电阻材料的

11、一项重要性能。思考题2、 电阻材料的电阻与哪些因素有关？在实际应用中为什么常将电阻材料做成箔、薄膜、厚膜和线状，而在成分上常用合金、合成物和氧化物？(P89-96)答：导体的电阻是导体本身的性质，与导体的材料、长度、横截面积、(及温度)有关。公式为R=fl/s,即导体电阻=电阻率*长度/横截面积；导体的材料决定导体的电阻率，在其他条件相同时，电阻率越大，导体的电阻越大。导体的长度决定导体的电阻，长度越长电阻越大。导体的横截面积决定导体的电阻，横截面积越大电阻越小。导体的温度决定导体的电阻，一般情况下温度越高电阻越大。将电阻材料做成具有一定形状、结构的实体元件，常称它为电阻器或电阻元件。电阻器在

12、电子设备中主要功能是调节和分配电能。将电阻材料作成线状、箔状、薄膜状、厚膜状、棒状(块状)及片状。用这类形状的电阻材料所做成的电阻器，则相应称为线绕电阻器，合金箔电阻器、薄膜电阻器、厚膜电阻器、实心电阻器及片式电阻器。3、 常用线绕电阻材料、薄膜电阻材料和厚膜电阻材料有哪些，各有何特点?(P97-135)答：线绕电阻材料主要是指电阻合金线。用这些不同规格的电阻合金线绕在绝缘的骨架上可以制成线绕电阻器和电位器。其特点如下：耐热性优、温度系数小、质轻、耐短时间过负载、低杂音、阻值经年变化小。薄膜电阻材料主要有碳系薄膜、锡睇氧化膜、金属膜、化学沉积金属膜、锲铭系薄膜、金属陶瓷薄膜、铭硅薄膜、包基薄膜

13、、复合电阻薄膜、其他电阻薄膜等。它的特点是体积小、阻值范围宽、电阻温度系数小、性能稳定、容易调阻、易于散热、用料少、适合大量生产、应用广。特别适用于制造高频、高阻、大功率、小尺寸、片式和薄膜集成式电阻器。厚膜电阻材料主要包括钉系厚膜电阻材料、钳银厚膜电阻。作为厚膜电阻的材料还有很多，为了降低成本，选用一些贱金属材料作为厚膜电阻，如氧化镉电阻，氧化钿电阻、氧化铠电阻、氧化锡电阻、一氧化铝电阻。为了提高稳定性和工作温度，选用些难熔化合物作为厚膜电阻如硼化锢电阻、碳化鸨电阻、二硅化铝电阻、氮化锂电阻。此外还可用铜、铝等纯金属与玻璃混合来制造厚膜电阻，另外还有一大类用有机粘合剂的厚膜电阻。具有电阻的特

14、性。第四章名词解释1、在满足临界条件(临界温度Tc、临界电流Ic、临界磁场Hc)时物质的电阻突然消失，这种现象被称为超导电性的零电阻现象。2、处于弱磁场中的超导体会将磁场从内部排斥出来，不管加磁场的次序如何，超导体内磁感应强度总等于零。超导体即使在处于外磁场中被冷却到超导态，也永远没有内部磁场，它与加磁场的历史无关。这个效应称之为Meissner效应,即完全抗磁性。3、当超导样品处于一外加磁场中时，既然抵消内部磁通量的屏蔽电流只能在表面层内流动，那么，在样品的边界上，磁通密度就不会突然下降为零，而是在屏蔽电流流动的区域内，逐渐减小为零。这个屏蔽电流流动的表面层厚度称为穿透深度，因为它也是外加磁

15、场的磁通能穿入的深度。穿透深度通常用人表示。4、对配成对的两个电子之间的距离作个说明。这两个电子不会在相距过远的地方发生相互作用。这个距离的极限称为相干长度(E)”。所谓相干”就是千涉”的意思。相干长度就是相互干涉的距离。思考题1、超导体的基本电磁特性有那些？(P139-144)答：在满足临界条件(临界温度Tc、临界电流Ic、临界磁场Hc)时物质的电阻突然消失，这种现象被称为超导电性的零电阻现象。因此，零电阻(完全导体)成为超导体的第一个标志。这一现象的发现开拓了一个崭新的物理领域。1933年,迈斯纳(Meissner)和奥森菲尔德(Oschenfeld)发现，处于弱磁场中的超导体会将磁场从内

16、部排斥出来，不管加磁场的次序如何，超导体内磁感应强度总等于零。超导体即使在处于外磁场中被冷却到超导态，也永远没有内部磁场，它与加磁场的历史无关。这个效应称之为Meissner效应，即完全抗磁性。被称为超导态的第二个特征标志。3从高温超导体的发现过程所得到的启示是什么？答案自己总结。4、 高温超导的结构特征是什么？(P159-161)答：一般而言，氧化物超导体都是由钙钛矿型结构(perovskitestructure)派生出来的，人们称之为有缺陷的钙钛型化合物(defectperovskitestructurc)。毫无疑问，氧化物超导体的晶体结构都或多或少地体现或继承了ABO3钙钛矿结构的基本特

17、点。钙钛矿结构特点：它们的组分可通过部分替代而在很宽的范围内发生变化。也就是说，它们在一定的组分范围内存在，以生成很多保持钙钛矿型基本结构的新化合物。在这种结构中都或多或少地存在着氧缺位和A品位离子的缺位。第六章名词解释1、电容器在工作过程中，电解质能自动修补或隔离氧化膜疵点，从而可加强和恢复绝缘能力，提高工作电场强度，称为自愈特性2、铁电体(ferroelectric):具有自发极化，且自发极化方向能随外场改变的晶体。3、电滞回线(hysteresiscurve):铁电体在铁电态下极化对电场关系的典型回4、铁电相：通常将存在自发式极化的晶体结构称为铁电相。5、顺磁相：自发式极化消失的结构称为

18、顺电相。6、电畴(domain):在铁电体中，固有电偶极矩在一定的子区域内取向相同的这些区域就称为电畴或畴。畴壁(domainwall):畴的问界。7、铁电相变：铁电相与顺电相之间的转变。当温度超过某一值时，自发极化消失，铁电体变为顺电体。8.居里温度(CurietemperatureorCuriepoint):铁电相变的温度。9、铁电陶瓷:在一定温度范围内具有自发极化，且自发极化能为外电场所转向的陶瓷称为铁电陶瓷。10、当两个转变点相互靠近时，不仅两峰值的高度本身有所提高，且两峰之间的区段也提高，类似于两分立峰的叠加，因而又叫重叠效应。11、正压电效应：在没有对称中心的晶体上施加机械作用时,

19、发生与机械应力成比例的介质极化，同时在晶体的两端面出现正负电荷。12、逆压电效应：当在晶体上施加电场时,则产生与电场强度成比例的变形或机械应力。13、与压电效应类似，热释电效应也是晶体的一种自然物理效应。对于具有自发式极化的晶体，当晶体受热或受冷却后，由于温度的变化(AT)而导致自发式极化强度变化(APS),从而在晶体某一定方向产生表面极化电荷的现象称为热释电效应14、在电磁辐射的全频谱中。通常将甚高频(30300MHz)至近红外(750GHz)波段称为微波。思考题2、含液态及全固态电介电容器的结构特性有何不同？新型超大容量电化学电容器(双电层电容器及雁电容器)具有那些特点？(P216-222

20、)答：液态铝质电解电容介电材料为电解液。而固态电容的介电材料则为功能性导电性高分子。含液态电解电容和全固态电容是制作工艺不一样，从电气性能上讲，固态电容和普通的电解电容各有各的优点，前者最大的优点在于没有使用液态的电解液，这样在受热时不容易发生胀肚、爆裂等情况，使用寿命长、热稳定性好，适合于高频的工作环境；后者价格便宜、容量大、耐压值高。区分固态电容和电解电容有一个很简单的方法，就是看电容顶部是否有K或+字形的开槽。固态电容是没有开槽的，而电解电容为防止受热后因膨胀而发生爆炸，顶部都有开好的槽。电化学电容器作为一种新的储能元件，具有如下特点：(1)超高电容量(0.16000F)。EC与钥、铝电

21、解电容器相比较，电容量大得多，比同体积电解电容器电容量大20006000倍。漏电流极小，具有电压记忆功能，电压保持时间长。(3)功率密度高，与充电电池相比，可作为功率辅助器，供给大电流。EC最适合用于要求能量持续时间仅为l102S的情况。(4)充放电效率高，超长寿命，充放电大于40万次。(5)放谿时间长。EC有更长的自身寿命和循环寿命，EC超过一定时间会自放电到低压，但仍能保持其电容量，且能充电到原来的状态，即使几年不用仍可保留原有的性能指标。(6)温度范围宽40+70C,一般电池是_20+60C。在低温时电池中化学反应速度极慢而EC中离子的吸脱附速度变化不大，故其电容量变化也比充电电池小得多

22、。(7)免维护，环境友善。但是，目前电化学电容器还有一些需要改进的地方，如能量密度较低，体积能量密度较差，和电解电容器相比，工作电压较低，一般水系电解液的单体工作电压为01.4V,且电解液腐蚀性强；非水系可以高达4.5V,实际使用的一般为3.5V,作为非水系电解液要求高纯度，无水，价格较高，并且非水系要求苛刻的装配环境。5、试总结多晶BaTiQ相对介电常数的影响因数及提高值的途径？（P229-234）答：（1）介电常数e与温度T的关系3、/P80名rI=距+工在建洗在一80,0,120C出现e的峰值；a轴的e比C轴大；Tc处e最大，且与方向无关；TTc,e满足居里外斯定律；热滞现象，一级相变。

23、（2）介电常数e与电场的关系E弱时，e=1500;ET,T;E=5kV/cm,e=5000趋于饱和；E继续增大，e下降。（3）介电常数e与频率的关系新畴的成核与生长需要一定时间，故e与f有关。fT,eJ,tg6TBaTiO3适合作低频电容器瓷p与T的关系：P=gexp（AE/kT）其中，ZE:激活能，K:玻耳兹曼常数；T:绝对温度P。：某一温度下的电阻率。6、试分析含钛陶瓷的钛离子变价机理、对电性能的影响以及控制的方法。（P227-229）答：钛原子的电子排布：1522522P63523P64523d2,4s的能级比3d稍低，3d层的电子容易失去，可为Ti4+、Ti3+、Ti，可见Ti4+易被

24、还原（Ti4+e-Ti3+=Ti4+ee-弱束缚电子）。弱束缚电子跃迁到导带（激发能低电子松弛极化T)T仃、PVJ、tg6tg二Ti4+-Ti3+的原因：a、烧结气氛；b、高温热分解；c、高价（5价）杂质；d、电化学老化控制方法为：（1）采用氧化气氛烧结，抑制还原；（2）降低烧结温度，抑制高温失氧；（3）在低于烧结温度20-40oC,在强氧化气氛中回炉；（4）掺入低价杂质，抑制高价杂质；（5）加入La2O等稀土氧化物：改善电化学老化特性。（6）加入ZrO2:阻挡电子定向移动，阻碍Ti4+变价。7、铁电材料、压电材料及热释电材料在晶体结构及材料特性上有何不同及相关特性。（P229-242）答：在

25、一定温度范围内具有自发极化，且自发极化能为外电场所转向的陶瓷称为铁电陶瓷。铁电材料，是指具有铁电效应的一类材料，它是热释电材料的一个分支。其特点是不仅具有自发极化，而且在一定温度范围内，自发极化偶极矩能随外施电场的方向而改变。它的极化强度P与外施电场强度E的关系曲线如图所示，与铁磁材料的磁通密度与磁场强度的关系曲线（B-H曲线）极为相似。压电材料piezoelectricmaterial受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。压电材料可以因机械变形产生电场，也可以因电场作用产生机械变形。一种具有自发极化特性的电介质。自发极化是指由于物质本身的结构在某个方向上正负电荷中心不重合而固有的极化

26、。一般情况下，晶体自发极化所产生的表面束缚电荷被吸附在晶体表面上的自由电荷所屏蔽，当温度变化时，自发极化发生改变，从而释放出表面吸附的部分电荷。晶体冷却时电荷极性与加热时相反。热释电材料是压电材料中的一类，是不具有对称中心的晶体。晶体受热时，膨胀是在各个方向同时发生的，所以只有那些有着与其他方向不同的唯一的极轴时，才有热释电性。对于铁电陶瓷来说，虽然各晶粒都有较强的压电效应，但由于晶粒和电畴分布无一定规则，各方向几率相同，使2P=0,因而不显示压电效应，故必须经过人工预极化处理，使2PW0,才能对外显示压电效应。陶瓷的压电效应来源于材料本身的铁电性，所有压电陶瓷也应是铁电陶瓷。9、微波陶瓷在微

27、波电子技术中的作用是什么？对其主要技术指标有什么特殊要求？提高这些技术指标的思路是什么？（P242-249）答：实现微波设备的小型化、高稳定性和廉价的途径是微波电路的集成化。由于金属谐振腔和金属波导体积和重量过大，大大限制了微波集成电路的发展，而微波介质陶瓷制作的谐振器与微波管、微带线等构成的微波混合集成电路，可使器件尺寸达到毫米量级，这就使微波陶瓷成为实现微波控制功能的基础和关键材料。它的应用大致分为两个方面，从而对性能也有两种不同要求：一种是用于介质谐振器（DRO珀功能陶瓷，其中用于包括带通（阻）滤波器、分频器、耿氏二极管、双工器和多工器、调制解调器（modem痔固体振荡器中的稳频元件；另

28、一种则是用于微波电路中的介质陶瓷，其中包括用于微波集成电路（MIC）的介质基片、介质波导、微波天线及微波电容器等。评价微波介质陶瓷在微波频段介电性能的参数主要有3个：相对介电常数er、介电损耗tan6、谐振频率温度系数pfo通常为了制作体积小型化、温度高稳定性的介质陶瓷器件，要求微波陶瓷材料在微波频段下有较高的相对介电常数r、较小的介质损耗tan6,谐振频率温度系数pf应趋于零。10、简要评述和讨论玻璃介质材料的结构模型及其组成。（P249-253）答：玻璃是一种较为古老的合成材料，但直到当今仍然是材料科学领域一个快速发展的分支。玻璃曾有过两个主要定义：其一是按制备方法定义：玻璃是未结晶的过冷

29、液体通过粘度增大而成为坚实的固体。其二则是按结构定义：玻璃是原子排列不具长程序的无定形固体。根据近代玻璃物理学的发展，上述定义都不够完整和准确。比如，一种类似于石英的玻璃，可通过正硅酸四甲酯的水解，再将凝胶状产物在约550c加热干燥，或进行蒸气沉积而制备，这便不存在过冷”。另方面，也不是所有无定形”体都是玻璃，还包括无定形金属和无定形有机物。因此有人建议，玻璃是一种没有确定熔点，具有客观各向同性的非晶态固体物质。”通常将玻璃体内的各种氧化物划分为玻璃形成剂、变性剂和中间剂三种类型。12、作为无机电介质材料，玻璃和陶瓷各有什么特点？答：玻璃可以是陶瓷材料中的一个组成部分（玻璃相），又可作为装谿材

30、料（如釉面涂层），也可作为电介质材料；而半导化后还具有一定导电能力，或局部结晶化形成微晶玻璃”，则具有独特的介电性能；其他还有金属玻璃和玻璃陶瓷等等。介电陶瓷的特点有四个：、介电系数大，以制造小体积、重量轻的陶瓷电容器，eT-电容器体积J整机体积、重量J、介质损耗小，tg6=（16）X10-4,保证回路的高Q值。高介电容器瓷工作在高频下时3tg6T。、陶瓷电介质及高稳定导电电极Ag、Pt、Pd等均经过高温烧结,具有高强度结构和高可靠性，耐高工作温度。本身不仅作为电介质，同时作为基体和支承结构。具有高电阻率，高耐电强度。第七章名词解释1、邀叁是指利用工作物质中多数粒子处于激发态，用外界光感应，使

31、所有处于激发态的粒子同时完成受激辐射，发出一束强大的光束。2、激光玻璃是一种以玻璃为基质的固体激光材料。思考题1、简述固体激光的发光原理。(P267-268)答：激光的特点是由其发光机制决定的。普通光源的发光机制主要是自发辐射，而从激光器中射出的激光却主要由受激辐射产生。当频率为f的光子作用在具有相同能级的原子系统时，将发生两个不同作用：一是当光子与已处于高能级的激发原子作用时，会产生受激辐射，光子增殖；二是当光子与低能级原子作用时，低能级原子被激发到高能级，入射光子被吸收，光子数减少。2、简述固体激光材料的基本类型及性能要求。(P268-270)答：固体激光材料就它们的基质结构可分为两大类激

32、光晶体和激光玻璃。激光晶体材料的基质为晶体，即有序结构的固体；而激光玻璃材料的基质则为玻璃，即无序结构的固体。敢犯晶体通常用于再生大功率激光、从激光器原理出发,作为激光工作物质的谶光晶体良潮足以产性能娈求t幻荧光触宽为荧光绕宽较亮,则尤泉闺俏便小，竹利于做建续器件.然而.可大功邙.大版材候出群件,那反而要求Z施明，同便短小自振,增加倍能n荧光宽度主要般甚于声孑杂质相汇作用的大小和基他的声子频洛分布,在卢子架皮相方住用校小，声-了密度,小,、德拜羽度高的霞质中ar较窄，荧光寿命(玲.对荧光对命的要求较匏杂短可便死泵辐射闽值能比小，但都限制了振荡能量:的提高.对光泵水平较低血接近阈值者应小些,以便

33、莪得较低的北案寓值能量和较大的振荡他出能量”反之.对很高水平的光能言之，则要求r支些,以利丁有较多的粒子数反转,M而莪得较大的提荡能讨对于巨脓冲激光器，为了憎国储能，亦望具有较大的r怙一英坨量子效率，能态转换效率、激光带宽度、吸收系数,这些值均要求尽量地大些，以利于充分利用激光源的能量1r一般来说，星质结合键越大，激活离子的荧光亮度就越强*配位离子半径小，配位体电子亲和力小，公有化电子多.则典光遍度大.振荡波长.振瀚波长越短，阈值能量便大，振荡越难发生。基质内部损耗.该值要小,基质在光泵光谱区域内透明度要高.在激光发射的波段上需无光吸收*此外，与内部损耗有关的光学均匀性应高，以免光通过介质后产

34、生波囱变形和光程差、振荡陶值升高、效率下降等不良情况.热光系数.激光器工作时，各种原因将导致工作物质温度升高.这种温度升高所引起的激北器输出波长的相对变化称为热光系数.它表征了激光材料的热光稳定性.其值越接近于零，材料的热光稳定性越佳.理化性能。激光材料立具有良好的物理、化学性能,对这些性能的要求主要是；热膨胀系数要小，弹性模量要大，热导率要高,化学价态和结构组分要稳定，光照稳定性要好等.能级结构。从降低阈值和提高效率来看,四能级结构要优于二能级，易于建立亚稳态与终态能级间的粒子数反转:此外，还希望非辐射弛徽快，非辐射过程实质上是发射声子的过程，基质声了截止能俄高，则发射声子数少，无辐射跃迁几

35、率便大.材料长度$为了超过临界振荡所需的最小反转粒子数，材料要有足够的氏度8、简述透明导电薄膜的用途及基本要求。(P301)答：透明导电薄膜是兼备透光性和导电性的一类特殊薄膜.由于其挣殊性.在电气应用方面，对它的透光性和.寻电性都有很高的要求，其性能常用指数尸丁,求评价_打去加为手一先(兀九1)式中，丁是液膜的透光率:R是薄膜的方阻值；两者均是膜厚的函数，件光学应用方面.则要求薄膜对可见光有好的透光性和对红外有良好的选择反射挣性“寿虑到实际应用.作为透明导电薄膜的基本条件是：表面电阳低.透光率高；面积大，重量轻i易加_L、耐冲击，利用透明导电膜的电子部件有摄像管、场致发光显示板、飞机汽车商玻璃

36、的防雾制仍结冰装置筌*近年来,伴陵着液晶显示板，等离子体显示装置及电子照相法等新技术的发展，透明号电薄翼作为一种重要的电子树料已更为广泛地应用丁各类电子产品中，第八章名词解释1、有限几何尺寸的磁体在外磁场中被磁化后，表面将产生磁极，从而使磁体内部存在与磁化强度M方向相反的一种磁场，起减退磁化的作用，称为退磁场Hd2、H从正的最大到负的最大，再回到正的最大时，BH或M-H形成一封闭的曲线一一磁滞回线。3、抗磁性:原子磁矩W=0。在外磁场作用下，电子运动将产生一个附加的运动（由电磁感应定律而定），出现附加角动量，感生出与H反向的磁矩。因此：Xd0,但数值很小（显微弱磁性）。室温下xP：103106

37、。3. xP与T有关。5、反铁磁性1）Rw0,xaf与顺磁物质接近；2）物质中存在相互作用，自旋次晶格成反平行排列，每一次晶格的磁矩大小相等，合成磁矩为零；3） xaf与T有关，存在奈尔温度TN6、铁磁性1）NJW0,xf0,（约为101106）,有磁滞现象；2）物质中存在相互作用，NJ有序；3）xf与T有关，存在店里温度Tc铁磁性或亚铁磁性物质转变为顺磁性的临界温度；当TTC时，铁磁性转变为顺磁性，服从居里外斯定律。7、亚铁磁性1）Ne0,xm0,（约为100103）,；2）存在相互作用，叼有序，内部磁结构与反铁磁性相同，但相反排列的磁矩大小不等量；3） xf与T有关，不服从居里外斯定律；4

38、）电阻率高，多用于高频。8、减落D:定义为在磁正常状态化之后，恒定温度下经过一定的时间问隔（t1-t2）,材料磁导率的相对减小。式中占、以2分别为给定时间问隔开始（t1）和结束（t2）时的磁导率值。9、减落系数d：定义为在磁正常状态化之后出现的减落除以两次测量时间之比的对数10、减落因子DF：定义为减落系数与开始测量时间（t1）测得的磁导率之比11、软磁材料的磁性能随时间增长而不断下降，其原因除减落之外，还可能出现由于材料结构变化而引起的不可逆变化，称为磁老化。12、由于软磁材料畴壁共振及自然共振的影响，使软磁材料的可值下降为起始值的一半且1达到峰值时的频率，称为截上频率fr,13、铁氧体:包

39、括铁族离子或其它过渡族金属离子及其他金属离子的氧化物（或硫化物）。14、磁性体磁化状态的变化引起其形状、尺寸改变的现象称为磁致伸缩效应15、磁谱:软磁材料在弱交变磁场中，复磁导率r=-随频率变化的曲线16、涡流损耗:由于电磁感应引起涡流而产生。17、磁滞损耗:是指软磁材料在交变场中存在不可逆磁化而形成磁滞回线，所引起材料损耗，大小正比于回线面积.18、剩余损耗：是软磁材料除涡流损耗和磁滞损耗以外的一切损耗,在低频弱场，主要是磁后效损耗，在高频场，共振尾巴延伸致低频场；19、磁介质是将铁磁体粉粒与绝缘介质混合压制成的磁性材，常称为铁粉芯.20、所谓永磁材料，是指材料被外磁场磁化以后，去掉磁场仍保

40、持着较强的剩磁的磁性材料。21、铁氧体永磁材料又称永磁铁氧体,是由铁的氧化物和锹(或钢等)化合物按一定比例混合，采用氧化物陶瓷工艺制备而成；22、旋磁材料1 .静态:HM,h(=0,B=此为实数;2 .动态交变场(高频软磁):H=0,h(o)#0,B=此叱为复数3 .交变场+恒磁场(旋磁:200-56000MHz):H#0,h(时#0,n为张量；23、由于热骚动或其他因素影响，磁有序体中某些对磁性有贡献的电子自旋，偏离原来的有序排列方向，这个局部偏离的自旋进动，由于交换作用及磁偶极矩作用，将向磁有序体的其他部分传播，这种自旋进动的传播就是自旋波24、当光透过透明的磁性物质或者破磁性物质反射口。

41、用于存在发威化强度,聘产生光的各向异性，故可以嘘测到各种特殊的光学现象(如偏振状态发生变化)，这些现象总称为戴光效而思考题5、常用的金属软磁材料有那几种？在磁性和应用上，各具有什么特点？(P331-340)答：1、工业纯铁(1)特点纯度在99.8%以上的铁，不含任何故意添加的合金元素。室温性能：饱和磁感应强度Bs=2.15(T),居里点8f=770C,最大磁导率以m=20000,电阻率p=0.1X10-6(Q.m)o杂质对其性能有较大影响。- 碳含量低- 矫顽力低一磁导率高- 导热性和加工性好- 有一定的耐腐蚀性和价格便宜-电阻率低，不能在交流磁场中应用(2)应用?作金属磁性材料的重要原料?在

42、直流磁场中，作为恒定磁场中的磁导体。如作磁极和磁屏蔽。2、铁硅合金?在电力的产生和传输过程中，最大的需求是变压器磁芯；?电压通常是50Hz/60Hz,低频涡流损耗是一个主要的考虑因素；?原先是用纯铁，但是纯铁的电阻率较低，涡流损耗较大，所以考虑通过合金化的方法来增大它的电阻率；3、铁锲合金(permalloy)(1)特点-成份范围很宽，性能可以通过成份和热处理工艺来调整，可以满足各种要求-加工性能好-低和中等磁场下具有较高的磁导率和很低的矫顽力(2)用途：磁芯材料热敏材料磁头材料4、铁铝合金和铁铝硅合金FM合金的电阻率p为1.4X1。“2,是金属高磁导率利料中最高的,它可用于音频他围，并且也可

43、通过磁场热处理获得文斯织构和立方织构，热处理中在合金表面形成的致密A&Q膜起着绝缘和保护合金的作用.所以,FiAl合金具有在高程下不易氧化在潮湿的介质中不易被浸蚀，时效稳足性戟好的特点.此)钱转靛合金铁铝锥合金的磁晶各向异性常教相饱和磁致伸缩系数兀随成分间变化.如图82.15所示.当成为n(Si=9.时合金K和丸儿乎同时为零，其起始磁导率同达35.1乂】。，最大磁汁率以达162xir.q3F司i合金相比,而又不看2。这种合金又称为“Scnduxi”合金.其磁性能时成分十分敏感.只宥在某一极其旅窄的成分范圉内，才能获得最佳彼特性。若成分褶微偏离.磁性能就类急剧下降,PeAIS合金除了磁导率高以外

44、，还具有电阻率高和硬度极高的特点.其,，达as：xIO-Fm,维氏硬度耳、-30036L因此，它尤其适合于用作视频磁记录系统中的磁头材料，其优异的耐磨性能引人注目.其缺点是易脆,不易进行机械加工.H6、什么是软磁材料与永磁材料？比较它们磁滞回线特点。(P317-354)答：软磁材料是指剩磁和矫顽力均很小的铁磁材料，如硅钢片、纯铁等。软磁材料的磁滞回线窄而长，起始磁导率。高，矫顽力Hc小，既容易获得也容易失去磁性，是极其重要的一类磁性材料。所谓永磁材料，是指材料被外磁场磁化以后，去掉磁场仍保持着较强的剩磁的磁性材料。具有宽磁滞回线、高矫顽力、高剩磁，一经磁化即能保持恒定磁性的材科。7、何谓磁阻效

45、应？如何提高提高多晶铁磁体薄膜材料的磁阻系数？(P338-339)答：巨磁阻效应是指当铁磁材料(Ferromagnetic)和非磁性金属(Non-MagneticMetal)层交替组合成的材料在足够强的磁场中时电阻突然巨幅下降的现象。，为了提高薄膜的磁阻系数，研究了磁性多层膜及纳米颗粒状薄膜，并发现了U磁阻效应GMR),其磁阻系数比通常的单层磁阻薄膜提高了约一个数量级，在低温下尤其。多层膜的结构是在两层磁性薄膜(如Fe.CtxNi)中央一层很薄的非酸性薄膜，其典型材料有FC”Ct,Cn/Cu.Co/Ru等，两层磁性薄膜中的磁化矢量的排列可以是铁磁性的.即平行取向，也可以是反铁磁的，即反平行取向

46、,这取决于非磁性膜的厚度，具有反铁磁性取向的多层膜的磁阻系数超过1Q0%,而反铁磁结构的变化与非磁性膜的厚度、界面状态有关，还要受到外加磁场等的好狗.8、mHc和bHc有何区别？按形成高矫顽力的机理来划分，金属永磁材料可分为哪几类？其各自代表性的材料有哪些？(P340-354)答：为使B(M)趋于零，需反向加一磁场，此时H=Hc称为矫顽力。分为：bHc:使B=0的Hc。(工程技术上所指)mHc：使M=0时的Hc(内禀矫顽力)一般|BHC|MHC|按高矫顽力机理分：单畴型、成核型、钉扎型、高应力型；其中有代表性的有硅钢、铁氧体、坡莫合金、非晶及纳米合晶。10、试述大多数RIG的Ms-T曲线具有抵消点8c和相近的居里点8f的原因。(P355-357)答：大多数石榴石铁氧体(R3