無機材料物理性能第6講-在線瀏覽
2025-03-04 15:11本頁面
【正文】 f為同時生成一個填隙離子和一個空位所需要的能量 載流子濃度 肖特基空位濃度 N為單位體積內(nèi)離子對的數(shù)目 Es為離解一個陰離子和一個陽離子并到達表面所需要的能量 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 : 離子晶體的電導主要由熱缺陷濃度決定 低溫下 : 離子晶體的電導主要由雜質(zhì)載流子濃度決定 離子遷移率 ? 離子電導的微觀機制為載流子 ── 離子的擴散 。 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 離子電導率 離子電導率的一般表達方式 如果本征電導主要由肖特基缺陷引起，其本征電導率為： 離子電導率 只有一種載流電導率可表示為 ： 寫成對數(shù)形式 : 活化能 : 離子電導率 離子擴散機構(gòu) 影響離子電導率的因素 離子電導率 呈指數(shù)關(guān)系，隨溫度 升高，電導率迅速增 大。 溫度 雜質(zhì)離子電導與溫度的關(guān)系 影響離子電導率的因素 離子電導率 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： ? 熱激勵生成晶格缺陷 (肖特基與弗侖克爾缺陷 ) ? 不等價固溶摻雜 ? 離子晶體中正負離子計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 固體電解質(zhì)電導 離子電導率 電子電導的基本公式： ?? ii en ??電子電導 ? 電子電導的載流子是：電子和空穴 ? 電子電導主要發(fā)生在導體和半導體中 ? 在電子電導材料中 ， 電子與點陣的非彈性碰撞引起電子波的散射是電子運動受阻的原因之一 。 散射越弱 ， 自由程越長 ， 遷移率也越大 。 ? 摻雜濃度和溫度對遷移率的影響 ,本質(zhì)上是對載流子散射強弱的影響 。 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)相遇而被散射的機會也就越多 。 高摻雜時 ， 溫度越高 ， 遷移率越小 。 金屬、半導體和絕緣體的能帶結(jié)構(gòu) 半導體和絕緣體的能帶結(jié)構(gòu) 載流子濃度 載流子濃度 本征半導體中的載流子濃度 本征半導體的能帶結(jié)構(gòu) 載流子濃度 載流子只由半導體晶格本身提供，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 本征半導體 雜質(zhì)半導體中的載流子濃度 Ef Ec ED Ev + + Ef Ev Ec EA n型半導體 p型半導體 n型與 p型半導體能帶結(jié)構(gòu) 雜質(zhì)半導體中的載流子濃度 雜質(zhì)對半導體的導電性能影響很大 雜質(zhì)半導體可分為 n型 (可提供電子 )和 p型(吸收電子 ， 造成空穴 )。 電子電導率 本征半導體和高溫時的雜質(zhì)半導體的電導率與溫度的關(guān)系為： ? ?kTE g 2/e x p0 ?? ??電子電導率 電阻率與溫度的關(guān)系： ? ?kTEkTEgg2lnln2/ex p00???????電子
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