【《电子材料》复习纲要】

1.根据材料的物理性质，电子材料的分类？
导电材料，超导材料，半导体材料，绝缘材料，压电铁电材料，磁性材料，光电材料和敏感材料等。

2.何谓导电材料？导电材料的应用有哪些？常用的金属导电材料？
导电材料就是指电流容易通过的材料，常用做电极，电刷，电线等。

常用的金属导电材料有铜，铜合金，铝合金。

3.薄膜导电材料的制备工艺有哪些？
化学气象沉积，真空蒸发，溅射工艺，钨螺丝蒸发。

4.何谓电阻材料？应用？
电阻材料是指常用的电阻器，片式电阻器，混合集成电路中的薄膜和后膜电阻器。

可变电阻器和电位器等所用的电阻体材料。

5.常用的薄膜电阻材料有哪些？
碳系材料，金属膜，金属陶瓷薄膜，复合电阻薄膜，特殊电阻薄膜。

6.材料的导电性与哪些因素有关？合金的电阻比纯金属的电阻高的
原因？
杂质，缺陷，温度。

金属退火后，导致金属内的组织趋于平衡状态，导致电导率增大，则电阻率减小。

7.材料的导电性会随温度变化而变化，金属、合金、半导体材料随
温度变化的规律?
金属的电阻会随温度的升高而增大，合金和半导体的导电性随温度的升高而减小
8.何谓超导材料？超导材料的临界参量有哪些？
在一定的温度条件下材料出现零电阻，完全抗磁性现象的材料。

临界参量：Tc临界温度；Tc临界电流，Hc临界磁场
9.低温超导材料与高温超导材料的区别？
低温超导材料的转变温度低（Tc＜30K），分为金属、合金和化合物。

高温超导材料转变温度高（Tc），主要是氧化物材料，成分多是以铜为主要元素的多元金属氧化物，氧含量不确定，具有陶瓷性质。

10.何谓半导体材料？
半导体材料是一类具有半导体性能（导电能力介于导体与绝缘体之间，电阻率约在1mΩ·cm～1GΩ·cm范围内）、可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。

11.按组成，无机半导体材料的分类？
元素半导体（Si硅Ge锗Se硒）
化合物半导体及固溶体半导体（GaAs砷化镓+三五族化合物CdS硫化镉+二六族化合物SiC+四四族化合物等）。

12.半导体材料中的载流子有哪些？
电子与空穴。

13.何谓PN结？
半导体中N区的电子向P区扩散的结果，N区剩下电离施主，形成一个带正电荷的区域；同理，半导体中P区的电子向N区扩
散的结果，P区剩下电离施主，形成一个带正电荷的区域；这种P 型和N型的半导体接触在一起就叫P-N结。

14.何谓本征光吸收？
如果光子的能量足够大，则价带的电子吸收光子后有可能脱离价键束缚成为自由电子，同时在价带留下空穴，从而形成电子—空穴对。

这种使价带电子跃迁到导带的光吸收称为本证吸收，条件为：光子能量>=半导体禁带宽度。

15.何谓光电导效应？
半导体吸收光子后，可能导致导带电子和价带空穴数目增加，形成非平衡载流子，引起半导体的电导率增加。

这种有光照引起的半导体电阻率增加的现象就叫光电导效应。

16.何谓光生伏特效应？
当用适当波长的光照射非均匀参杂的半导体（如P-N结）或其他半导体结构和半导体内建电场的作用，将在半导体的内部产生电势，即为光生伏特效应，简称光伏效应。

17.按照晶体结构，硅材料的分类？硅
的能带特点？列举硅材料的应
用？
单晶硅、多晶硅和非晶硅。

如右图，硅的导带最低能值位
于[100]方向，具有多能谷结构。

价
带极大值位于布里渊区的中心
（k=1），价带空穴主要分布在极大值附近。

对同一k值，E（k）可以有2个值。

在k=0时，能量重合。

存在极大值相重合的两个能带。

应用：直拉单晶硅，集成电路、晶体管、低电压小功率二极管、传感器和太阳能电池；区熔单晶硅，电力电子器件高反压晶体管和射线探测器；外延单晶片，各种类型的晶体管。

18.如何获得P硅、N硅？
主要是向本征硅中掺杂起受主作用的III族材料可获得P硅，掺杂起施主作用的V族材料可获得N硅。

还可以通过掺杂其他的化合物实现。

19.硅材料中点缺陷有哪些？
主要有空位和间隙原子。

20.G aAs材料与硅相比，具有的优点？列举GaAs材料的应用？
优点：1.迁移率高2.禁带宽度大3.能带结构是直接跃迁型，转换成光的效率高。

应用：光电倍增管、半导体激光器、发光二极管等。

21.如何获得P型GaAs、N型GaAs？
P型掺杂剂：在GaAs材料中掺入第II族元素，如Be、Mg、Zn、Cd、Hg
N型掺杂剂：在GaAs材料中掺入第VI族元素，如S、Se、Te 22.何谓电介质材料？电介质材料分类？
电介质材料主要是指在较弱电场下具有极化能力并能在其中长期
存在电场的一种物质。

电解质材料主要分为两类：绝缘材料和金属表面生成的介电氧化膜
23.铝电解电容器有无极性？其阳极、阴极、电介质分别是何材料？
有极性
阳极：铝箔
阴极：由电解质构成，电解液一般由硼酸、氨水、乙二醇等组成。

电介质：铝箔表面上的一层三氧化二铝薄膜，其厚度一般为0.02-0.03μm
24.何谓铁电材料？
铁电材料，是指具有铁电效应的一类材料，这类材料的极化强度可随外电场方向改变而改变
25.何谓压电材料？列举其应用？
具有压电效应的材料称为压电材料。

应用：压电谐振器、压电水下雷达、压电超声诊断仪等P240还有。

26.何谓热释电材料？列举其应用？
在温度变化时，晶体的自发极化强度和面束缚电荷发生变化，在垂直于极轴的两个端面之间出现极小的电压变化的材料。

应用：热释电单晶和热释电陶瓷。

27.激光的特点？
激光高亮度、高方向性、高单色性和高相干性。

28.何谓受激辐射？何谓粒子数反转？
受激辐射：频率为=的（E2-E1）/h光子入射时，会引发粒子以一
定的概率，迅速地从能级E2跃迁到能级E1，同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子。

粒子数反转：当n2>n1,，才有可能使受激辐射强于受激吸收，实现激光输出，该条件称为粒子数反转。

29.激光工作物质的组成有哪两部分，各自功能？
固体激光工作物质由基质材料和激活离子两部分组成。

基质材料：决定了工作物质的主要物理、化学性质；
激活离子：决定了材料的发光光谱。

30.典型激光晶体材料有哪些？
有红宝石激光晶体、钕-钇铝石榴石激光晶体
31．直接跃迁与间接跃迁带隙半导体相比较哪种发光效率高，原因？P276
由于间接跃迁时部分能量被声子消耗，辐射光能量相应变小。

32.半导体发光器件的发光机制？（P276）
当在P-N 结上加上正向电压，载流子的平衡被打破，它们便在耗尽区产生复合，多余能量以光子形式辐射，产生发光现象。

33．常用的半导体发光材料，红光、绿光、蓝光？P278
砷化镓，磷化镓，砷磷化镓，镓铝砷，镓铟砷磷
34．光纤的结构特点？目前最常用的光纤材料？
E 2
E
1入射光hv=E 2-E 1E 2E 1
2-E 1E 2-E 1
纤芯，包层，保护层，纤芯折射率大于包层折射率。

SiO2参微量杂质。

35．光纤的应用？
通信领域，医学上用作探测内窥镜，照明在工业上制成各种传感器，工厂自动化，办公自动化等。

36．透明导电薄膜的应用？P301
电子照相记录，固定显示，光存储器，终端设备，防静电，光电转换器件，热反射，面积发热体
37．何谓铁磁材料？P315
铁磁性物质只要在很小的磁场作用下就能被磁化到饱和，不但磁化率＞0，而且数值大到10－106数量级，其磁化强度M与磁场强度H之间的关系是非线性的复杂函数关系。

这种类型的磁性称为铁磁性。

38．何谓软磁材料？特点，应用？P317
容易反复磁化，且在为磁场去掉以后，容易退磁的材料。

矫顽力低，相对刺刀系数大，每周期磁滞损耗小
电源变压器，音频变压器，电视机，收音机，通信器材
39．何谓永磁材料？特点，应用？
材料被外磁场磁化以后，去掉外磁场仍然保持较强的剩磁的磁性材料。

矫顽力高。

家用电器，音响设备，扬声器，电动机，电话机，转动机械等等。

内容来源：《电子材料导论》清华大学出版社。