無機(jī)材料物理性能第6講-在線瀏覽
2025-03-04 15:11本頁面
【正文】 f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 高溫下 : 離子晶體的電導(dǎo)主要由熱缺陷濃度決定 低溫下 : 離子晶體的電導(dǎo)主要由雜質(zhì)載流子濃度決定 離子遷移率 ? 離子電導(dǎo)的微觀機(jī)制為載流子 ── 離子的擴(kuò)散 。 離子遷移率 間隙離子的勢壘 離子遷移率 間隙離子的勢壘變化 離子電導(dǎo)率 離子電導(dǎo)率的一般表達(dá)方式 如果本征電導(dǎo)主要由肖特基缺陷引起，其本征電導(dǎo)率為： 離子電導(dǎo)率 只有一種載流電導(dǎo)率可表示為 ： 寫成對(duì)數(shù)形式 : 活化能 : 離子電導(dǎo)率 離子擴(kuò)散機(jī)構(gòu) 影響離子電導(dǎo)率的因素 離子電導(dǎo)率 呈指數(shù)關(guān)系，隨溫度 升高，電導(dǎo)率迅速增 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。 而影響晶格缺陷生成和濃度的主要有如下因素： ? 熱激勵(lì)生成晶格缺陷 (肖特基與弗侖克爾缺陷 ) ? 不等價(jià)固溶摻雜 ? 離子晶體中正負(fù)離子計(jì)量比隨氣氛的變化發(fā)生偏離 固體電解質(zhì)簡介 ?定義 具有離子電導(dǎo)的固體物質(zhì)稱為固體電解質(zhì) 離子晶體要具有離子電導(dǎo)的特性，必須 ： ?電子載流子的濃度小 ?離子晶格缺陷濃度大，并參與電導(dǎo) 固體電解質(zhì)電導(dǎo) 離子電導(dǎo)率 電子電導(dǎo)的基本公式： ?? ii en ??電子電導(dǎo) ? 電子電導(dǎo)的載流子是：電子和空穴 ? 電子電導(dǎo)主要發(fā)生在導(dǎo)體和半導(dǎo)體中 ? 在電子電導(dǎo)材料中 ， 電子與點(diǎn)陣的非彈性碰撞引起電子波的散射是電子運(yùn)動(dòng)受阻的原因之一 。 散射越弱 ， 自由程越長 ， 遷移率也越大 。 ? 摻雜濃度和溫度對(duì)遷移率的影響 ,本質(zhì)上是對(duì)載流子散射強(qiáng)弱的影響 。 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 。 高摻雜時(shí) ， 溫度越高 ， 遷移率越小 。 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。 本征電導(dǎo) 本征半導(dǎo)體 雜質(zhì)半導(dǎo)體中的載流子濃度 Ef Ec ED Ev + + Ef Ev Ec EA n型半導(dǎo)體 p型半導(dǎo)體 n型與 p型半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu) 雜質(zhì)半導(dǎo)體中的載流子濃度 雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能影響很大 雜質(zhì)半導(dǎo)體可分為 n型 (可提供電子 )和 p型(吸收電子 ， 造成空穴 )。 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
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