第一章 电学电子离子导电.pptVIP

3.1.3离子电导率1、离子电导率的一般表达方式σ=nqμ如果本征电导主要由肖特基缺陷引起，其本征电导率为：Ws－可认为是电导的活化能，电导率与之具有指数函数的关系。本征离子电导率一般表达式为：第30页，共48页，星期日，2025年，2月5日若有杂质也可依照上式写出：N2－杂质离子的浓度一般N2N1，但B2B1，故有exp(-B2)exp(-B1)这说明杂质电导率要比本径电导率大得多。所以：离子晶体的电导主要为杂质电导。第31页，共48页，星期日，2025年，2月5日▲?只有一种载流电导率可表示为：两边取对数得：若以lnσ和1/T作图，可绘得一直线，从直线斜率即可求出活化能：W=BK▲?有两种载流子时如碱卤晶体，总电导可表示本征缺陷杂质缺陷第32页，共48页，星期日，2025年，2月5日▲?有多种载流子时如碱卤晶体，总电导可表示为第33页，共48页，星期日，2025年，2月5日习题：第34页，共48页，星期日，2025年，2月5日第一章电学电子离子导电第1页，共48页，星期日，2025年，2月5日第1节材料导电性能概述一、电阻与电导基本概念欧姆定律：材料的电阻：即材料的电阻与材料本性、尺寸有关。与长度成正比，与截面积成反比。其中ρ称电阻率或比电阻，材料单位截面积、单位长度的电阻。国际单位：，只与材料本性有关，与其尺寸无关，用来评价不同材料的导电性能好坏。电导率σ：电阻率的倒数，电导率越大，材料导电性越好。第2页，共48页，星期日，2025年，2月5日为什么不同材料之间导电性具有如此巨大的区别哪？可用能带理论解释。导体：ρ＜10。其中纯金属ρ：10～10合金ρ：10～10。半导体：ρ在10～10。绝缘体：ρ＞10。元素周期表中：ⅠA、ⅠB族内壳层轨道填满电子，最外层有1个s电子，具有最小的ρ；过渡金属：ρ大得多；B族：ρ范围很宽。－5－8－7－7－5－399第3页，共48页，星期日，2025年，2月5日载流子（carrier;chargecarrier）导电性源于载流子在电场作用下迁移运动。电荷的定向运动产生了电流，电荷的载体称为载流子。载流子是具有电荷的自由粒子，在电场作用下可产生电流。载流子:电子、空穴、正、负离子、杂质。不同材料的载流子①金属——自由电子（电导率高导电性好）②半导体——自由电子、空穴③离子固体——自由电子、空穴、正负离子（室温绝缘体T高电导率大）（无机非金属）④高分子材料——正负离子、杂质、共轭电子（导电性）第4页，共48页，星期日，2025年，2月5日二、如何理解材料的电导现象必须明确几个问题??参与迁移的是哪种载流子——有关载流子类别的问题carriersort?载流子的数量有多大——有关载流子浓度、载流子产生过程的问题carrierdensity?载流子迁移速度的大小——有关载流子输运过程的问题carriertransferspeed第5页，共48页，星期日，2025年，2月5日1、材料的电导在一定温度下，自由电子作无规则的热运动，没有定向的流动。当有电场E的存在时，电子产生定向运动，形成电流，电流的大小用电流强度I度量。根据导电性原理，可以用载流子的数量、迁移率及所带电量来反映电流的大小。电流强度I为第6页，共48页，星期日，2025年，2月5日2、决定电导率的基本参数conductanceparameters载流子电量——电子、空穴、正离子、负离子载流子数chargecarrierdensity----n,个/m3载流子迁移率electronmobility---μ(物理意义为载流子在单位电场中的迁移速度)