材料科學(xué)電導(dǎo)ppt課件-資料下載頁
2025-01-19 08:19本頁面
【正文】 /2 O2 p = （ 3）低氧分壓區(qū) V [ , M ] 2 n 電中性條件 : n = .. O 2[ V ] n = .. O 2[ V ] (2kski2 /k)1/3 1/6 O2 p = p = ki(k/2kski2)1/3 1/6 O2 p V [ , M ] = 2ks(k/2kski2)1/3 1/6 O2 p P .. O 2[ V ] .. O + p 2[ ] V , M V 2[ + n = ] 電導(dǎo)率的一般公式： σ = Σi nieμi 當(dāng) KsKi時 ,電中性條件可以近似簡化如下： （ 1）區(qū)： V [ , M ] = P （ 2）區(qū)： V [ , M ] = .. O [ V ] （ 3）區(qū)： n = 2 .. O [ V ] 外因 玻璃與晶體的比較，玻璃具有： 結(jié)構(gòu)疏松 組成中有堿金屬離子 勢壘不是單一的數(shù)值，有高有低 。 內(nèi)因 導(dǎo)電的粒子： 離子 電子 玻璃態(tài)電導(dǎo) 玻璃離子電導(dǎo)率與堿金屬濃度的關(guān)系： 增大 在堿金屬氧化物含量不大時，堿金屬離子填充在玻璃結(jié)構(gòu)的松散處，電導(dǎo)率與堿金屬離子濃度有直線關(guān)系；堿金屬不能與兩個氧原子聯(lián)系以延長點陣網(wǎng)絡(luò)，造成弱聯(lián)系離子，電導(dǎo)增大。 到一定限度，即空隙被填滿后，開始破壞原來結(jié)構(gòu)緊密的部位，使整個玻璃體結(jié)構(gòu)進一步松散，導(dǎo)電率指數(shù)上升。 減小 減小玻璃電導(dǎo)率的方法有雙堿效應(yīng)、壓堿效應(yīng)。 1. 離子電導(dǎo) 雙堿效應(yīng)： 當(dāng)玻璃中堿金屬離子總濃度較大時（占玻璃組成 25— 30%），總濃度不變，含兩種堿金屬離子比一種堿金屬離子的玻璃電導(dǎo)率小，當(dāng)比例適當(dāng)時，電導(dǎo)率可降低很低。 以 K2O、 Li2O為例說明雙堿效應(yīng)的原因： R K+R Li+，在外電場的作用下，堿金屬離子移動時， Li+離子留下的空位比 K+留下的空位小， K+只能通過本身的空位； Li+進入大體積空位，產(chǎn)生應(yīng)力，不穩(wěn)定，只能進入同種離子空位較為穩(wěn)定； 大離子不能進入小空位，使通路堵塞，妨礙小離子的運動； 相互干擾的結(jié)果使電導(dǎo)率大大下降。 壓堿效應(yīng)：含堿金屬玻璃中加入二價金屬離子，特別是重金屬氧化物，使玻璃的電導(dǎo)率降低。相應(yīng)的陽離子半徑越大，這種效應(yīng)越強。 原因：二價離子與玻璃中氧離子結(jié)合比較牢固，能嵌入玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，堵塞遷移通道，使堿金屬離子移動困難，電導(dǎo)率降低。 電子電導(dǎo)性的玻璃。含有變價過渡金屬離子的某些氧化物玻璃具有電子導(dǎo)電性。 例如：金屬氧化物玻璃、硫族與金屬的化合物玻璃、 Si、 Se等元素非晶態(tài)。 2. 半導(dǎo)體玻璃 導(dǎo)電的原因： 在其中存在大量的懸空鍵和區(qū)域化的電荷區(qū)，從能帶結(jié)構(gòu)分析，在價帶和導(dǎo)帶之間存在很多局部能級，大多數(shù)硫?qū)倩衔餅楸菊鳎峒せ睿╇妼?dǎo)，難于實現(xiàn)價控。 實現(xiàn)價控半導(dǎo)體的舉例： 采用 SiH4的輝光放電法形成非晶態(tài)硅，懸空鍵被 H補償成為 ?Si:H，實現(xiàn)價控，在太陽能電池上獲得應(yīng)用。
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