ylq-1.材料物理名词解释

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1、YLQ-1.材料物理名词解释电导率：电导率是电阻率的倒数，电导率σ，σ=1/ρ。电导率的物理意义是表示物质导电的性能。电导率越大则导电性能越强，反之越小。电导是电阻的倒数，电导率是电阻率的倒数。电导率与温度具有很大相关性。金属的电导率随着温度的增高而降低。半导体的电导率随着温度的增高而增高。载流子：能够携带电荷的粒子。离子电导：离子所谓载流子的电导机制。离子晶体中，由于热缺陷或杂质的引入而形成的缺陷，脱离格点的填隙离子或空格点的正、负离子在电场作用下定向移动，参与导电过程。载流子是材料本身的本征缺陷载流子、杂质缺陷载流子、质子。主要存在于含有正负离子、空位

2、的离子化合物中、电介质陶瓷、绝缘陶瓷中。电子电导：电子或空穴作为载流子的电导机制。主要是由杂质本身及由杂质形成的各种缺陷，特别是俘获了电子或空穴的各种缺陷在电场的作用下发生电离而定向移动，参与导电过程。载流子是本征载流子、非本征载流子、注入载流子。主要存在于金属、半导体、半导体陶瓷、导电陶瓷、超导陶瓷中。霍尔效应：电流I通过电子电导的陶瓷试样时，若在垂直于电流方向上加一磁场H，则在垂直于I-H平面的方向上产生了电场EH，该电场即霍尔电场，该现象即霍尔效应。霍尔效应的产生是由于电子在磁场作用下，产生横向移动的结果，电子电导的特征是具有霍尔效应，可以利用霍尔效

3、应检验材料是否存在电子电导。由于离子的质量比电子的大的多，磁场的作用力不足以使离子产生横向位移，因此纯离子电导不呈现霍尔效应。常用霍尔效应来区分陶瓷材料的载流子主要是电子还是离子，也可以判断导体和半导体中参加导电的是电子还是空穴。本征电导：晶体中，可动正负离子随热运动而离开晶格形成热缺陷，或晶体受热激发而产生可动电子和空穴，热缺陷或激发的电子和空穴在电场作用下能定向移动及电离，从而参与导电的过程。两种载流子的浓度相等，电导率与温度有关。本征导电：极低温度下，半导体的价带是满带(见能带理论)，受热激发后，价带中的部分电子越过禁带进入能量较高的空带，空带中存在

4、电子后成为导带，价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位，称为空穴。导带中的电子和价带中的空穴合称电子-空穴对，均能自由移动，即载流子，载流子在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流，分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。非本征电导（杂质电导）：是通过引入外来杂质而产生缺陷（填隙离子或空格点的正负离子），或可动的电子、空穴在电场作用下参与导电的过程。两种载流子的浓度不等，电导率取决于杂质数量。本征半导体：不含杂质且无晶格缺陷的半导体。非本征半导体（杂质半导体）：向本征半导体中掺入微量杂质得到的半导体。半导化：

5、在禁带中形成附加能级，这些附加能级的电离能都比较低，高温下受到热激发就会产生载流子而形成半导体。氧化物陶瓷这种由绝缘体转变为半导体的现象称之为半导化。在氧化物晶体中，产生附加能级主要有两个途径：第7页共7页YLQ-1.材料物理名词解释①不含杂质的氧化物主要通过化学计量比偏离，在晶体中存在固有缺陷。②在氧化物掺入少量杂质，在晶体中存在杂质缺陷。P型半导体：向本征半导体掺入了以正电荷（空穴）作为载流子的杂质元素，即掺入了施主的非本征半导体。如四价元素的本征半导体（硅Si或锗Ge），掺入少量三价杂质元素（硼B或镓Ga）。n型半导体：向本征半导体掺入了以负电荷（电

6、子）作为载流子的杂质元素，即掺入了受主的非本征半导体。如四价元素的本征半导体（硅Si或锗Ge），掺入少量五价杂质元素（磷P或锑Sb）。施主：向本征半导体提供电子作为载流子的杂质元素；受主：向本征半导体提供空穴作为载流子的杂质元素。施主掺杂：通过引入高价金属离子或在晶格内形成氧空位或填隙金属离子缺陷，在晶格周围产生剩余电子，被由高价金属离子或氧空位或填隙金属离子所形成的正电中心所束缚，这种束缚是弱束缚，在导带下面形成施主能级的掺杂形式。受主掺杂：通过引入低价金属离子或形成金属离子空位缺陷，形成负电中心，在价带顶部形成受主能级的掺杂形式。空间电荷的定义及产生原

7、因：由电子或离子在一个空间区域内形成的电荷。P-N结中，电子和空穴带有相反电荷，它们在扩散过程中产生复合（中和），使P区和N区中原来的电中性被破坏。P区失去空穴留下带负电的离子，N区失去电子留下带正电的离子，这些离子因物质结构不能移动，称空间电荷。空间电荷集中在P区和N区的交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，即P-N结。费米能级：绝对零度时，能带中有一半的能级被电子占据的能级称为费米能级。能够携带电荷的粒子称为载流子。在金属、半导体和绝缘体中携带电荷的载流子是电子；在离子化合物中，携带电荷的载流子则是离子。控制材料的导电性能实际上就是控制材料中的载流子

8、的数量和这些载流子的移动速率。对于金属材料来说，载流子的移动速率特