材料物理性能ppt课件.pptx

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1、12.3.4半导体器件及导电特性半导体器件复杂多样，其中最简单，最基础的就是二级管！将n型半导体和p型半导体相接触，结合在一起，就形成了二级管。二级管中会形成PN节－半导体器件的核心！PN节具有单向导通性！22.3.4半导体器件及导电特性NP-+NP+-32.3.4半导体器件及导电特性平衡PN结势垒qVDP型N型费米能级PNE4PN结的正向注入当PN结加有正向偏压时（P区为正向电压），外加电压使空间电荷区中的电场减弱，打破了漂移运动和扩散运动的相对平衡。E’E0E=E0+E’PN在这种情况下，电子源源

2、不断地从N区向P区扩散，空穴从P区向N区扩散，成为非平衡载流子。这种现象称为PN结的正向注入。5PN结的正向注入通过单位面积PN结的总电流就是PN结电流与少子浓度称正比，并且随正向电压增加指数形式增加。6PN结的反向抽取E’E0E=E0+E’PN反向偏压PN结空间电荷区中电场加强，载流子的漂移运动超过扩散运动。P型区的电子一旦接近空间电荷区边界，就要被电场拉向N区。靠近边界的N型区的空穴，被拉向P区。这种现象称为PN结的反向抽取。它们构成了PN结的反向电流。PN结反向偏压时，势垒高度增加为q(VD+V

3、r)7PN结的反向抽取总电流密度反向饱和电流82.4离子导电性及超导简介2.4.1离子导电性1、离子导电机理及影响因素离子在电场作用下移动形成电流本征导电：热运动造成的离子发生移动杂质导电：杂质离子移动形成的电流91、离子导电机理及影响因素－＋＋＋＋＋－－－－－＋＋＋＋＋－－－－－＋＋＋－正空格点正间隙离子负间隙离子负空格点离子晶体中的缺陷101、离子导电机理及影响因素Eqxε-Eqd/2ε+Eqd/2d有外场E时ε无电场111、离子导电机理及影响因素Eqxε-Eqd/2ε+Eqd/2d有外场E时这样

4、就使原来无规则的跳跃发生了沿电场方向的偏向。把上式乘以每步跳动的距离d，就得到每秒钟平均沿电场移动的距离121、离子导电机理及影响因素我们称这种由于外场影响，在原来无规则运动之上引起的平均运动为“漂移”，对于一般的电场Eqd<

5、体结构的影响————离子大小、晶体内部离子移动“通道”点缺陷的影响————点缺陷会影响能够移动的离子的数目。152陶瓷材料的导电性既有离子电导，又有电子电导既有类似金属的自由电子电导，又有类似半导体的电子、空穴电导！162.4.2超导性1903年荷兰人Onnes获得液氦（4.2K）1911年他们发现水银在4.2K附近电阻检测不到了！在一定的低温下，物质突然失去电阻的现象——超导电性1913年获诺贝尔物理奖HeikeKamerlinghOnnes（1853~1926）theNetherlandsLeid

6、enUniversityLeiden,theNetherlands172.4.2超导性1960年前，超导体研究局限在金属和金属间化合物中。1957年BCS理论发表，成功解释当时已知的所有实验现象，并预言金属和金属间化合物Tc温度不会超过30K1960年后开始在氧化物中寻找超导体18J.GeorgBednorzK.AlexanderMuller1/2oftheprize1/2oftheprizeFederalRepublicofGermanySwitzerlandIBMResearchLaborato

7、ryRechlikon,Switzerlandb.1950b.1927在陶瓷（金属氧化物）中发现超导现象，超导研究取得重大突破诺贝尔物理奖获得者1986年，192.5超导体超导电性的金属和合金Tc＜30K钛、钒、锆、铌、钼、钽、钨、铼、铋、铝、锡、镉等28种。二元合金NbTi，Tc＝8～10K；NbZr，Tc≈10～11K。三元系合金有铌-钛-锆，Tc=10K；铌-钛-钽，Tc=9～10K。超导化合物Nb3Sn，Tc=18～18.5K；Nb3Ge，Tc≈23.2K，Nb3（AlGe），Tc≈20.7K

8、等超导电性的金属氧化物1960‘sBa-Cu-O系，35K,1986,Bednorz,MullerBa-Y-Cu-O系,100K,1987,我国赵忠贤等Hg-Ba-Cu-O系，～140K202、超导体的两种特性：完全导电性完全抗磁性磁感应强度始终为零3、三个性能指标超导转变温度Tc愈高愈好临界磁场Hc破坏超导态的最小磁场。随温度降低，Hc将增加；当T＜Tc时,Hc=Hc0[1-（T/Tc)2]临界电流密度Jc保持超导状态的最大输入电流(与Hc相关）21F