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文档简介

1、,4材料的导电性能,1。PPT学习交流,主要内容,电导的物理现象,离子电导,电子电导,金属材料的电导率,固体材料的物理效应,半导体陶瓷,超导体,2,PPT学习交流,电导率和电阻率与均匀导体有以下关系:欧姆定律微分形式,4.1电导率的物理现象4.1.1电导率和电阻率,-电阻率-电导率,3。PPT学会交流。微分公式表明,导体中某一点的电流密度与该点的电场成正比,比例系数为电导率电场强度e伏特/厘米;电阻密度j amp/cm 2。电阻欧姆。厘米;电导率欧姆-1。厘米-1,4,PPT学会交流,电流是空间电荷的定向运动。任何物质,只要有带电的自由粒子载体,都可以在电场下产生导电电流。在金属中:在自由电子

2、无机材料中:电子电导(负电子/空穴),离子电导(正负离子/空穴),4.1.2电导的物理特性,(1)载流子,(5) PPT学习通讯,电子电导的特征是霍尔效应。沿着样品的X轴方向引入电流I(电流密度JX),并且沿着Z轴方向增加磁场Hz,然后沿着Y轴方向产生电场Ey,这被称为霍尔效应。霍尔效应,图4-1霍尔效应图,6。PPT学习交流,Ey产生的电场强度,霍尔系数(也称霍尔常数)RH霍尔效应起源:磁场中运动电荷产生的洛仑兹力导致磁场中载流子的洛仑兹偏转。力的方向垂直于电荷运动的方向和磁场的方向。7,PPT学习交流,霍尔系数RH=*,即霍尔常数等于霍尔片材料的电阻率和电子迁移率的乘积。霍尔系数RH有以下

3、表达式:对于半导体材料:n型:p型:8,PPT学会交流,离子电导以电解效应为特征。电解效应可以用来测试材料中是否有离子传导,并可以判断载体是正离子还是负离子。电解效应,法拉第电解定律:电解物质与通过的电量成正比:9,PPT学习交流,(2)迁移率和电导率的一般表达式物体的导电现象,其微观实质是载流子在电场作用下的定向迁移。10,PPT学习交流,4.2离子电导,参与电导的载流子是离子,带有离子或空位。它可以分为两类。固有电导:源于晶格的碱性离子的运动。离子本身随着热振动离开晶格,形成热缺陷。这导致载流子的产生,即离子、空位等。这在高温下尤其显著。杂质电导:它是由固定的弱离子(杂质)的运动引起的。由于杂质离子是弱束缚离子,它们的电导在较低温度下也很显著。11,PPT学习交流,在本征电导(本征电导)中,载流子是由晶体本身的热缺陷提供的。晶体中有两种主要的热缺陷:弗兰克尔缺陷和肖特基缺陷。Frenker缺陷是指正常晶格中的原子由于热运动而进入晶格间隙,在晶体的正常晶格中留下空位。空位和间隙离子成对产生。弗兰克尔缺陷:(弗兰克尔缺陷中间隙离子和空位的浓度相等)Ef形成弗兰克尔缺陷所需的能量,4.2.1载流子浓度

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