电子材料复习参考

电子材料考试重点

1、什么是电子材料？

是以发挥其物理性能（如光、电、磁、声、热等）或物理与物理性能之间相互转换的特性为主而用于电子信息工业的材料。

2电子材料的选用原则

根据元器件性能参数先用材料。

2、根据元器件结构特点选用材料。

3、根据元器件工艺特点选用材料。

4、按已知定律或法则选用材料。

5、按经济原则选用材料。

3霍尔效应

定义1：在物质中任何一点产生的感应电场强度与电流密度和磁感应强度之矢量积成正比的现象。

定义2：通过电流的半导体在垂直电流方向的磁场作用下，在与电流和磁场垂直的方向上形成电荷积累和出现电势差的现象。

4电容器电介质材料的要求？

1.介电常数ε尽可能的大：提高比率电容量（单位体积的电容量），以制造

小体积、轻重量的电容器；

2.损耗角正切tanδ尽可能的小：（1~6）×10-4，避免因极化过程造成能量损失；

3.具有高的绝缘电阻值，并保证电阻在不同温度和频率下稳定，避免因杂质分

解或材料老化引起绝缘阻值下降；

4.具有高的击穿强度。

5.要求电容器介质的性能在不同的温度、湿度等环境条件及不同的频率、电压

等工作条件下保持长期稳定。

5电极材料的要求？

要求制造电极的材料有足够的电导率、热导率和高温硬度，电极的结构必须有足够的强度和刚度，以及充分冷却的条件。此外，电极与工件间的接触电阻应足够低，以防止工件表面熔化或电极与工件表面之间的合金化。

6晶体中那些缺陷影响材料的导电性？这些缺陷产生的原因是什么？

晶体结构缺陷的种类繁多，有的是晶格畸变，有的是品格中杂质或掺质原子缺陷，有的涉及到品体组成的非化学计量比，有的对应于电磁结构中有序的跃迁等。人们按照晶体结构缺陷在三维空间延伸的线度，把它们分为点、线、面、体等四类结构缺陷。

1 点缺陷

晶体中的一些原子被外界原子所代替，或者留有原子空位等，这些变化破坏了晶体规则的点阵周期性排列，并引起质点间势场的畸变，这样造成的晶体结构不完整性仅仅局限在某些位置，只影响临近的几个原子，在三维空间方向上的尺度远远小于晶体或晶粒的尺度，所以称为点缺陷，点缺陷参与晶体中的质量输运与电荷输运过程, 它对晶体结构敏感性能有时起到决定性的作用。

1.1 晶格位置缺陷

晶格位置缺陷一般指空位和间隙原子所造成的点缺陷，主要是内部质点运动偏离其平衡位置所产生的缺陷，由于原子的热运动与温度有关，所以这类缺陷的形成主要受温度影响，

也称为热缺陷，属于本征缺陷。

1.2 组成缺陷

组成缺陷主要是指杂质原子进入晶体所产生的一类晶体缺陷，这类缺陷不仅破坏了晶体的规则空间点阵结构排列，还会引起杂质原子周围的周期势场的变化。杂质原子主要分为置换（替代）杂质原子和间隙杂质原子两种，杂质缺陷的浓度与温度无关，主要取决于溶解度和掺杂量，属于非本征缺陷。

1.3电荷缺陷

电荷缺陷也称为非化学计量结构缺陷，存在于非化学计量化合物中，由于热能和其他能量传递激发电子跃迁，产生空穴和电子形成附加电场引起周期势场的畸变，造成晶体的不完整性。

1.4 色心

色心，由透明晶体中点缺陷、点缺陷对或点缺陷群捕获电子或空穴而构成的一种缺陷，主要有捕获电子负离子空位形成的F色心和正离子空位缺陷捕获空位形成的V色心，通常产生于碱金属卤化物、碱土金属氟化物和部分金属氧化物中，如电气石、天河石、方钠石、石英等晶体颜色产生机理都可以用色心理论加以解释。

2 线缺陷

线缺陷指二维尺度很小而第三为尺度很大的缺陷，其特点是两个方向上的尺寸很小而另外一个方向延伸较长，也称一维缺陷，可被电镜观察到，当今研究最多的是位错。位错理论是晶体结构缺陷研究的核心，位错的存在不仅影响到晶体的力学性质，而且也影响到晶体的一系列宏观物理性质，如晶体的强度和断裂等。

3 面缺陷

晶体常常被一些界面分隔成许多小的畴区，畴区内具有较高的原子排列完整性，畴区之间的和界面附近存在着较严重的原子错排，此类缺陷发生于整个界面，称为面缺陷，它在一维尺寸小，在另二维尺寸大，可被光学显微镜观察到，功能多品陶瓷的性能主要取决于面缺陷。

通常，按照界面两侧的晶体结构关系将面缺陷分为以下三类：晶界、孪晶界面及平移界面。

3.1晶界

晶体结构相同位向不同的晶粒之间的界面称为晶粒间界，简称晶界。在晶粒内部可以观察到直径在10-100um大小的晶块，这些晶块之间的内界面就称为亚晶粒间界，简称亚晶界，亚晶界主要是由位错组成。

3.2 孪晶界面

两个或两个以上的同种晶体，彼此之间的层错按一定的对称关系相互联系而形成的复合晶体就叫作孪晶。

3.3平移界面

界面两侧晶体以某一特征的非点阵平移相联系的称为平移界面，包括堆垛层错、反向畴界和结晶切变面，其中，结晶切变面可以概括的理解为一种特殊的反向畴界

4 体缺陷

体缺陷是由热运动造成的一种半微观缺陷，它对晶体的宏观物理性能往往带来有害的影响。在三维尺寸较大，如镶嵌块，沉淀相，空洞，气泡等。

7表征无机介电常数特性的主要参数有哪些（限写三项）？给出这些参数的定义？

介电常数除了与材料有关以外，还与温度和电场频率有关。

二．画出气体的J-E特性图，并描述气体击穿后的放电现象。

干燥气体通常是良好的绝缘体，但当气体中存在自由带电粒子时，它就变为电的导体。这时如在气体中安置两个电极并加上电压，就有电流通过气体，这个现象称为气体放电。

气体放电有多种多样的形式。主要的形式有辉光放电、电弧放电、电晕放电、火花放电、介质阻挡放电等。

辉光放电: 低压气体中显示辉光的气体放电(空气中的电子大概在1000对/cm3,由于高压放电现象在低气压状态下会产生辉光现象）现象，即是稀薄气体中的自激导电现象。在置有板状电极的玻璃管内充入低压（约几毫米汞柱）气体或蒸气，当两极间电压较高（约1000伏）时，稀薄气体中的残余正离子在电场中加速，有足够的动能轰击阴极，产生二次电子，经簇射过程产生更多的带电粒子，使气体导电。辉光放电的特征是电流强度较小（约几毫安），温度不高，故电管内有特殊的亮区和暗区，呈现瑰丽的发光现象。

电弧放电:两个电极在一定电压下由气态带电粒子，如电子或离子，维持导电的现象。激发试样产生光谱。电弧放电主要发射原子谱线，是发射光谱分析常用的激发光源。通常分为直流电弧放电和交流电弧放电两种。气体放电中最强烈的一种自持放电。当电源提供较大功率的电能时，若极间电压不高（约几十伏），两极间气体或金属蒸气中可持续通过较强的电流（几安至几十安）,并发出强烈的光辉,产生高温（几千至上万度），这就是电弧放电。电弧是一种常见的热等离子体。电弧放电最显著的外观特征是明亮的弧光柱和电极斑点。

电晕放电: 气体介质在不均匀电场中的局部自持放电。最常见的一种气体放电形式。在曲率半径很小的尖端电极附近，由于局部电场强度超过气体的电离场强，使气体发生电离和激励，因而出现电晕放电。发生电晕时在电极周围可以看到光亮，并伴有咝咝声。电晕放电