無(wú)機(jī)材料物理性能第6講-wenkub.com
2025-01-12 15:11 本頁(yè)面
【正文】 半導(dǎo)體的應(yīng)用 ?霍爾效應(yīng)及磁強(qiáng)計(jì)： 利用霍爾效應(yīng)可以測(cè)量 磁場(chǎng)強(qiáng)度 ?pn結(jié) pn結(jié)可以用來(lái)作整流器 霍爾效應(yīng)示意圖 晶體三極管原理圖 超導(dǎo)體 ? 超導(dǎo)體就是在液氦或液氮的低溫下 ，具有零阻導(dǎo)體現(xiàn)象的物質(zhì) 。 ?根據(jù)表面能級(jí)所捕獲的電荷和數(shù)量大小 ，可以形成積累層 、 耗盡層 、 反型層三種空間電荷層 。 晶界效應(yīng) PTC效應(yīng) PCT電阻率 溫度特性 PTC現(xiàn)象 晶界效應(yīng) Heywang認(rèn)為： PTC效應(yīng) n型半導(dǎo)體陶瓷晶界具有表面能級(jí) ， 它可以捕獲載流子 ， 從而在兩邊晶粒內(nèi)產(chǎn)生一層電子耗損層 ， 形成肖特基勢(shì)壘 ， 其高度與介電常數(shù)有關(guān) 。n= 1相當(dāng)于并聯(lián)狀態(tài) 。 ?電流吸收現(xiàn)象主要發(fā)生在離子電導(dǎo)為主的陶瓷材料中。 次級(jí)現(xiàn)象 空間電荷效應(yīng) 電流吸收現(xiàn)象 空間電荷效應(yīng) ?吸收現(xiàn)象的原因 ， 外電場(chǎng)作用下 ， 電介質(zhì) (如瓷體 )內(nèi)自由電荷重新分布的結(jié)果 。 陶瓷材料的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)有電子電導(dǎo)又有離子電導(dǎo) 。 相應(yīng)的陽(yáng)離子半徑越大 ， 這種效應(yīng)越強(qiáng) 。 定義 : 雙堿效應(yīng) 硼鉀鋰玻璃電導(dǎo)率與鋰、鉀含量的關(guān)系 壓堿效應(yīng) 定義： 含堿玻璃中加入二價(jià)金屬氧化物，可使玻璃電導(dǎo)率降低。 玻璃態(tài)電導(dǎo) 一價(jià)正離子在玻璃中的位壘 位置 ? 純凈玻璃的電導(dǎo)率一般較小 ， 但含有少量的堿金屬離子可使電導(dǎo)大大地增加 。 電子電導(dǎo)率 本征半導(dǎo)體和高溫時(shí)的雜質(zhì)半導(dǎo)體的電導(dǎo)率與溫度的關(guān)系為： ? ?kTE g 2/e x p0 ?? ??電子電導(dǎo)率 電阻率與溫度的關(guān)系： ? ?kTEkTEgg2lnln2/ex p00???????電子電導(dǎo)率 實(shí)際晶體的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)與溫度關(guān)系如下： (a)中表示在該溫度區(qū)間具有始終如一的電子躍遷機(jī)構(gòu)； (b)中表示在低溫區(qū)以雜質(zhì)電導(dǎo)為主，高溫區(qū)以本征電導(dǎo)為主； (c)中表示在同一晶體中同時(shí)存在兩種雜質(zhì)時(shí)的電導(dǎo)特性。 金屬、半導(dǎo)體和絕緣體的能帶結(jié)構(gòu) 半導(dǎo)體和絕緣體的能帶結(jié)構(gòu) 載流子濃度 載流子濃度 本征半導(dǎo)體中的載流子濃度 本征半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu) 載流子濃度 載流子只由半導(dǎo)體晶格本身提供，是由熱激發(fā)產(chǎn)生的，其濃度與溫度呈指數(shù)關(guān)系。 電離雜質(zhì)散射 電離雜質(zhì)散射的影響與摻雜濃度有關(guān) ， 摻雜越多 ，載流子和電離雜質(zhì)相遇而被散射的機(jī)會(huì)也就越多 。 散射越弱 ， 自由程越長(zhǎng) ， 遷移率也越大 。 溫度 雜質(zhì)離子電導(dǎo)與溫度的關(guān)系 影響離子電導(dǎo)率的因素 離子電導(dǎo)率 晶體結(jié)構(gòu) ? 活化能大小取決于晶體間各粒子的結(jié)合力。 ?電導(dǎo)的基本公式 只有一種載流子時(shí)： 有多種載流子時(shí)： 載流子濃度 弗侖克爾缺陷： N為單位體積內(nèi)離子結(jié)點(diǎn)數(shù) Ef為同時(shí)生成一個(gè)填隙離子和一個(gè)空位所需要的能量 載流子濃度 肖特基空位濃度 N為單位體積內(nèi)離子對(duì)的數(shù)目 Es為離解一個(gè)陰離子和一個(gè)陽(yáng)離子并到達(dá)表面所需要的能量 載流子濃度 一般肖特基缺陷形成能比弗侖克爾缺陷形成能低許多
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