电子材料知识点总结

1、 电子材料知识点总结1什么是电子材料？电子材料是特指适合于电子学这一范围使用的材料，它是电子工业和电子科学技术发展的物2电子材料的选用原则1根据元器件性能参数 2根据元器件结构特点 3根据元器件工艺特点 4按已知定律或法则5. 按经济原则3霍尔效应定义1:在物质中任何一点产生的感应电场强度与电流密度和磁感应强度之矢量积成正比的 现象。定义2 :通过电流的半导体在垂直电流方向的磁场作用下，在与电流和磁场垂直的方 向上形成电荷积累和出现电势差的现象。4电容器电介质材料的要求？介电常数&尽可能的大2.损耗角正切tan 3尽可能的小3.具有高的绝缘电阻值，并保证 电阻在不同温度和频率下稳定，避免因杂质

2、分解或材料老化引起绝缘阻值下降；4.具有高的击穿强度。5.要求电容器介质的性能在不同的温度、湿度等环境条件及不同的频率、电压等工作条件下保持长期稳定。5电极材料的要求？ 要求制造电极的材料有足够的电导率、热导率和高温硬度，电极的结构必须有足够的强度和刚度，以及充分冷却的条件。此外，电极与工件间的接触电阻应足够低，以防止工件表面熔化或电极与工件表面之间的合金化。7表征无机介电常数特性的主要参数有哪些（限写三项）？ 介电常数除了与材料有关以外，还与温度和电场频率有关。干燥气体通常是良好的绝缘体，但当气体中存在自由带电粒子时，它就变为电的导体。 这时如在气体中安置两个电极并加上电压，就有电流通过气体

3、，这个现象称为气体放电。气体放电有多种多样的形式。主要的形式有辉光放电、电弧放电、电晕放电、火花放电、介 质阻挡放电等。二.描述气体击穿后的放电现象辉光放电：整个空间发光，电流密度小；低气压、电源功率小；电弧放电：放电通道和电极的温度都很高，电流密度大，电路有短路特征；电源功率大火花放电：有收细的发光放电通道、 贯穿两极的断续的明亮火花；大气压下、电源功率小 电晕放电：紧贴尖电极周围有一层晕光；极不均匀场刷状放电：从电晕放电电极中伸出许多较明亮的细放电通道；极不均匀场三压电材料的四个重要参数并解释其含义？1介质损耗：是判断材料性能好坏，选择材料和制作器件的重要依据2机械品质因数：反映压电振子在

4、谐振时的损耗程度3机械耦合系数：是衡量压电体的机电能量转换能力的一个重要参数4频率常数N :是指振子的谐振频率 fr与主振动方向尺寸（或直径）的乘积。四经半导体化后的半导体陶瓷的电性能与一般绝缘电子瓷和半导体单晶的性能差别主要 体现在那两个方面？：半导体的晶粒电阻率要比其他电子陶瓷低的多，而且可以在约10个数量级范围内变化。半导瓷的晶粒间界上多数存在一定的界面势垒层，并由此产生各种各样的势垒效应。与半导体单晶不同，由于半导体陶瓷一般为多相结构，其主要相虽为半导体，但晶界层则可以是半导体或绝缘体。防止滑石的老化措施有哪些？1.在瓷料配方中加入形成玻璃的成分，以生成粘度大而数量足够多的玻璃相（一般

5、为20%左右），玻璃相把晶粒紧紧包裹。2.控制晶粒的大小3.必须严防游离石英的混入。BaTio3半导体陶瓷的ptc效应的内部机理？在居里温度以下，BaTio3产生自发极化，表面电荷密度被极化强度的垂直分量所补偿。使 有效Ns大幅度下降，势垒；o值也随之大幅下降，材料的电阻率很低。而在居里点温度以 上，自发极化消失，有效 Ns增多，o增高，电阻率急剧提升，产生 PTC效应。晶体结构及其特征：晶体以其内部原子、离子、分子在空间作三维周期性的规则排列为其最基本的结构特征。 铁电体：某些晶体在一定的温度范围内具有自发极化，而且其自发极化方向可以因外电场方 向的反向而反向，晶体的这种性质称为铁电性，具有

6、铁电性的晶体称为 铁电体。铁磁体：具有铁磁性的物质被称为铁磁体。铁磁性：物质中相邻原子或离子的磁矩由于它们的相互作用而在某些区域中大致按同一方向 排列，当所施加的磁场强度增大时，这些区域的合磁矩定向排列程度会随之增加到某一极限 值的现象。磁滞回线：在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示，当磁化磁场作周期的变化时，铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线，这条闭合线叫做磁滞回线什么是压电效应：由于机械力的作用而激起的晶体表面电荷现象压电体的特征：不导电其结构还必须要有正电荷和负电荷的质点压电晶体特性的晶体（列举 5种）：水晶、钛酸钡、铌酸锂、钽酸锂、镓酸锂、锗酸锂。什

7、么是半导体陶瓷： 就是使用陶瓷工艺制成具有半导体特性的材料。如何使陶瓷半导体化：是指在陶瓷禁带中形成施主或受主附加能级，该附加能级的产生主要有两个途径： 不含杂的氧化物主要通过化学计量比偏离来形成，含杂的氧化物是由异价杂质元素的代价换来形成。固溶体：是由两种或两种以上的元素或化合物半导体相互溶合而成的材料。无限固溶体的形成条件：1.晶体结构相同 2.原子尺寸因素：r=15%时，r越大，溶解度于小 3.化学亲和力（电负性因素）：合金组元 间电负性差越大，倾向于生成化合物不利于形成固溶体4.原子价因素：溶质的原子价越高，溶解度越小。P-n结的形成机理：在P型半导体和N型半导体结合后，由于N型区内电

8、子很多而空穴很少， 而P型区内空穴很多电子很少，在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差别。这样，电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。于是，有一些电子要从 N型区向P型区扩散，也有一些空穴要从 P型区向N型区扩散。它们扩散的结果就使 P区一边失去空穴，留 下了带负电的杂质离子,N区一边失去电子，留下了带正电的杂质离子。半导体中的离子不 能任意移动，因此不参与导电。 这些不能移动的带电粒子在P和N区交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，就形成了PN结。6晶体中那些缺陷影响材料的导电性？这些缺陷产生的原因是什么？晶体结构缺陷的种类繁多有点、线、面、体等四类结构缺陷。1点缺陷1.1晶格

9、位置缺陷：这类缺陷的形成主要受温度影响。1.2组成缺陷：主要取决于溶解度和掺杂量。1.3电荷缺陷：由于热能和其他能量传递激发电子跃迁，产生空穴和电 子形成附加电场引起周期势场的畸变，造成晶体的不完整性。1.4色心：由透明晶体中点缺陷、点缺陷对或点缺陷群捕获电子或空穴而构成的一种缺陷。2线缺陷：指二维尺度很小而第三为尺度很大的缺陷。3面缺陷3.1晶界：亚晶界主要是由位错组成。3.2孪晶界面：两个或两个以上的同种晶体，彼此之间的层错按一定的对称关系相互联系而形成的复合晶体3.3平移界面：界面两侧晶体以某一特征的非点阵平移相联系的称为平移界面，包括堆垛层 错、反向畴界和结晶切变面， 其中，结晶切变面

10、可以概括的理解为一种特殊的反向畴界4体缺陷：体缺陷是由热运动造成的一种半微观缺陷。晶体缺陷：在实际的晶体中，由于晶体形成条件、原子的热运动及其它条件的影响，原子的排列不可能那样完整和规则，往往存在偏离了理想晶体结构的区域。这些与完整周期性点阵结构的偏离就是晶体中的缺陷。相变:定义1:物体由一种相态（固态、液态或气态）至另一种相态的转变，其间物理特性和分 子结构发生了明显变化。定义2:膜脂在其能允许的各种相态间的转变。转变依赖于温度、脂的结构、膜脂纯度、水化状态等因子。膜脂不纯时则依赖于混合物的组成。如脂质在较高温度时呈液晶相，而在低温时可转变为凝胶相。剥磁矫环磁场一般电子陶瓷的制备工艺流程框图

11、：原料准备配料计算粉料加工机械加工烧结排胶成型表面金属化性能测试二.画出气体的J-E特性图，并描述气体击穿后的放电现象。4.金属的电阻率是如何组成的？它与哪些因素有关？关系如何？（T） 答：金属的总电阻包括金属的基本电阻和溶质（杂质）电阻。与金属纯度（_ 0（1）低温下：0起主要作用，高温下则是：T的主要作用），所处环境温度（低温时，T0.5 0 D,金属电阻率与温度 T成正比）以 及金属所受压力（电阻压力系数为负时，电阻率随压力升高而下降，称为正常金属；电阻压力系数为正时，电阻率随压力升高而增加，称为反常金属）等因素有关。5什么是霍尔效应？它在哪些方面有重要的应用？答：当电流（X方向）垂直于

12、外磁场（Y方向）通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向（Z方向）的两个端面之间会出现电势差，这一现象便是霍尔效应。这个电势差也被叫做霍尔电 势差。主要应用于测定载流子浓度n , p和测定载流子类型 。热电效应包含哪三种？分别有哪些应用？答：塞贝克效应，应用：热电偶，测量温度。帕耳帖效应，应用：热电致冷器。汤姆逊效应，应用：还未发现具体应用。导电陶瓷主要分为哪两类？半导体陶瓷有哪些应用？答：离子导电陶瓷和电子导电陶瓷。电蚊香：热敏陶瓷。各种传感器：如体温计，几秒响应 速度；煤气报警器8什么是导电材料，包括哪些内容，主要特点？答：导电材料是电子元器件和集成电路中用来制造传输电能的电线电缆，传导电

13、信息的导线、引线和布线的一种材料。主要包括：金属导电材料，电极与引出线材料，厚膜导电材料，薄 膜导电材料等。主要特点：良好的导电性能。常用的电线电缆材料、电极材料、引线材料分别有哪些？答：电线电缆材料：纯金属：如铜、铝、铁等，合金：如铜合金等。电极材料：铝、锌、锡。引线材料：金线、铝线、铜线、铜合金线等。厚膜集成电路中导电浆料的组成？答：导电浆料由导电相（又称功能相）、粘结相、有机载体组成。薄膜导电材料的分类及代表性材料？薄膜导电材料分类：单元素薄膜（铝膜）和多层薄膜（铬-金薄膜，钛-金薄膜，钛-钯-金薄膜和钛-铂-金薄膜等其它导电薄膜）。评价电阻性能的两个主要指标是什么？它们随膜电阻厚度如何

14、变化？并画出曲线表示答：两个主要指标：电阻率和电阻温度系数。电阻率随膜电阻厚度变化：大于100nm类似块状金属，具有小的电阻率和正温度系数。但电阻率高于同类块状金属。几十100nm电阻率随厚度的减小而逐渐增大，电阻温度系数逐渐减小而接近于零。几几十nm电阻率急剧增大，电阻温度系数变成负值而且负得更大，电阻率与温度关系非常类似半导体材料。常用的电阻有哪几种类型？各有什么特点？主要应用领域？答：常用的电阻包括：碳膜电阻器优点：便宜；缺点：稳定性差，噪音大，误差大。用于 初始精度和随温度变化的稳定性认为不重要的普通电路。金属氧化物薄膜电阻优点：体积小、精度高、稳定性好、噪声小、高频特性好、耐酸碱能力

15、强，适宜在恶劣环境下工作。缺点：成本高。常用于需要长期在高温的环境下工作的某些仪器或装置。金属膜电阻器优点：价格最低、耐高压。缺点：温度系数很差。用于要求高初始精度、低温度系数和低噪声 的精密应用场合。线绕电阻器优点：精密、温度系数小、低噪音、功率大。缺点：高频特性差、体积大，不宜做阻值交大的电阻。用于要求苛刻的应用场合。特殊电阻，主要 用于各种传感器。简述超导材料的四大特性的含义及应用。答：超导材料的四大特性完全导电性（零电阻特性），超导体进入超导态时， 其电阻率实际上等于零。应用：高温超导输电线路、发电、超导电机、超导储能、超导计算机、超导潜艇。 完全抗磁性（迈斯纳效应），不论开始时有无外

16、磁场，只要 Tv Tc,超导体变为超导态后， 体内的磁感应强度恒为零，即超导体能把磁力线全部排斥到体外，这种现象称为迈斯纳效 应，。应用：超导磁悬浮列车、超导潜艇同位素效应，同位素的质量越大，临界温度越低。应用：表明了传导电子与晶格振动的相互作用超导隧道效应一约瑟夫森效应，两超导材料之间有一薄绝缘层（厚度约 1nm）而形成低电阻连接时，会有电子对穿过绝缘层形成电流， 而绝缘层两侧没有电压，即绝缘层也成了超导体。应用：超导量子干涉仪可测出极其微弱的 电磁波。判定超导体的两个标准是什么？答：完全导电性（零电阻特性）和完全抗磁性（迈斯纳效应）。简述超导材料的三个临界条件及其它们之间的关系答：三个临界

17、条件：临界温度（外磁场为零时，超导材料由正常态转变为超导态（或相反）的温度，与材料有关），临界磁场He （使超导材料的超导态破坏而转变到正常态所需的磁 场强度，与温度近抛物线关系， 随温度的升高而降低） 和临界电流Ie和临界电流密度Je （通过超导材料的电流达到一定数值时也会使超导态破态而转变为正常态，一般随温度和外磁场的增加而减少。）抗磁性方面，超导体分为哪几类？临界温度方面，超导体分为哪几类？答：抗磁性方面，超导体分为第 I类和第II类超导材料，临界温度方面，超导体分为低温 超导和高温超导材料。3、从能带理论解释半导体材料的导电性，并说明其与导体和半导体的不同点。答：半导体价带被填满， 而

18、导带被空穴填满。 受到激发时，电子仍然能够从导带的低能级跃 迁到高能级，形成导电现象。而导体价带被填满，而最外层电子为自由电子，填充导带，由 于每一个导带能填充两个自由电子，因此，大多数金属并没有填满导带，因此电子可以从能级比较低的导带跃迁到能级比较高的导带，形成导电现象。4、什么是本征半导体？什么是掺杂半导体？各有什么特点？答：不含任何杂质的纯净半导体。特点：每个原子核最外层等效有 8个价电子，由于价电子不易挣脱原子核束缚而成为自由电子，因此，本征半导体导电能力较差，而且空穴与电子是成对出现的。当半导体被掺入杂质时，半导体变成非本征的，而且引入杂质能级， 也称杂质半导体，特点：半导体导电性大

19、大增强。10、什么是电迁移率？它是怎样决定电导率的？答：电迁移率：单位电场强度所产生的电子迁移速度。它与电导率的公式为:=neln - pelpo11、半导体的电导率受哪些因素影响？是如何影响的？答：掺杂浓度：掺杂越高，载流子浓度越大，电导率越大，电阻率越小。温度：对本征半导 体来说，温度升高，载流子浓度增加，电导率增加，电阻率下降；对非本征半导体，低温区 主要电离杂质散射起作用，饱和区主要晶格振动散射起作用，本征区主要本征激发起作用17、什么是电介质材料？特点是什么？包含哪些方面的材料？答：在电场的作用下具有极化能力并在其中能够长期存在电场的一种物质是电介质材料。特点：（1）电介质体内一般没

20、有自由电荷，具有良好的绝缘性能。（2）具有极化能力和能长期存在电场是电介质的基本属性。（3）通过极化过程来传递和记录电子信息，伴随着能量损失过程。包含：电容器材料、微波介质材料、压电与热释电材料、铁电材料。18、电介质包含哪四种极化类型？发生极化的频率有何不同？答：（1 ）位移极化（电子位移极化：直流一光频，离子位移极化：直流一红外）；（2）转向极化（直流一超高频）；（3）松弛极化（直流一超高频）；（4）空间电荷极化（直流一高频）；（5 ）自发极化（直流一超高频）。21、组成电介质损耗的主要因素有哪两种？它们与频率的关系如何？答：电导损耗和极化损耗。 它们与频率的关系：（1）当外加电场频率很低

21、时，即，趋于0时，介质的各种极化都能跟上外加电场的变化，此时不存在极化损耗， 介电常数达最大值。 介电损耗主要为电导损耗；（2）当外加电场频率逐渐升高时，松弛极化在某一频率开始跟不上外电场的变化，松弛极化对介电常数的贡献逐渐减小，因而，随升高而减少。在这一频率范围内，随的升高，P也增大；（3）当彳艮高时，介电常数仅由位移极化决定，在这一频率 范围内，随.的升高，P .变化较小。19、电介质的介电常数受哪些因素的影响？如何影响？答： 材料（材料的&数值，高分子材料的 由主链结构中的键的性能和排列所决定。分 子结构极性越强，越大.极性取代基团影响更大，其数目越多，越大）；（2）湿度（材料 的极性越

22、强受湿度的影响越明显， 主要原因是高湿的作用，使水分子扩散到高分子的分子间， 使其极性增加；同时,潮湿的空气作用于塑料表面，几乎是在几分钟内就使介质表面形成一个 水膜层，它具有离子性质，增加表面电导因此，材料的介电常数 和介质损耗角正切 tg 3都 随之增加.）;（3）温度（电子极化时，TK ；为负值，离子极化时，TK为正值，以松弛极化为 主时，可能出现极大值，TK ；可正可负。对分布均匀，粒度小的复相材料：TK ； -TK 1 X2TK ；2 ）; （4）频率（频率越高，介电常数变小）。23、电容器对电介质的一般要求是什么？ 答：（1）介电常数尽可能高；（2）尽可能低的损耗角正切；（3）高的

23、绝缘电阻值；（4）高的 击穿电场强度。30、什么是铁电材料？它的基本的两个特性是什么？它的特点是什么？答：极化强度可以随着外电场方向改变而改变。当外电场变化一周时，出现与铁磁回线（磁滞回线，见下页）相类似的结果，这一类介质称为铁电材料。两个基本特性：自发极化、电滞回线。特点：（1）铁电材料的介电常数可高达 103104（普通电介质的介电常数仅为几十）；（2）由于自身结构的原因，铁电体同时具有压电性和热释电性，此外一些铁电晶体还具有非线性光学效应、电光效应、声光效应、光折变效应等。32、铁电材料有哪些主要应用？答：主要应用：电容器介质材料；铁电存 储器；热释电与压电探测器34、微波陶瓷应满足哪些

24、介电性能？答：介电常数，尽可能大；品质因数尽可能大，即要求插入损耗小；谐振频率温度系数尽可 能小。37、压电材料可分为哪三类？答：压电晶体（单晶体）；另一类是经过极化处理的压电陶瓷（多晶体）；第三类是高分子压电材料。38、请举例说明压电效应的应用答：石英晶振；玻璃打碎报警装置；压电加速度传感器；压电式压力传感器；压电打火。4、什么是软磁材料，它的特点是什么？答：在较弱的磁场下易于磁化，也易于退磁的材料称为软磁材料。特点：（1）具有较高的磁导率：高效率；（2）具有较高的饱和磁感应强度和较小的剩余磁感应强度；（3）具有较小的矫顽力：高频性能好 ；（4）磁滞回线窄而高。6、什么是永磁材料，它的特点是

25、什么？答：被外加磁场磁化后， 除去外磁场，仍保留较强磁性的一类材料称为永磁材料，也叫硬磁材料。特点：（1）具有较高的剩余磁感应强度； （2）具有较高的矫顽力；（3）最大磁能积很 高；（4）磁滞回线宽而高。8、试从原子能态跃迁的角度叙述电光转换的过程，并说明激光产生的原理答：自发辐射：处于高能级态的原子自发跃迁到低能级态，并同时向外辐射出一个光子；宏观表现：发光。受激吸收：处于低能级态的原子在一定条件下的辐射场作用下，吸收一个光子，跃迁到高能级态；宏观表现：光被吸收。受激辐射：处于高能级态的原子在一定条件下的辐射场作用下， 跃迁到低能级态，并同时辐射出一个与入射光子完全一样的光子。宏观表现：光被放大 。9、激光器的主要组成部分有哪些？分别起什么作用？答：激励能源（作用：供给工作物质能量）；工作物质（作用：使入射光得到放大， 是核心）； 谐振腔（作用：只让与反射镜轴向平行的光束能在激活介质中来回地反射，连锁式地放大。最后形成稳定的激光输出。）。10、激光最重要的三个特点是什么？分别对应什么样的应用？答：（1 ）方向性好（发散角小、亮度高