電子材料復(fù)習(xí)提綱20150524(2)

1、2014-2015-2電子材料復(fù)習(xí)提綱1. 平衡載流子/非平衡載流子平衡載流子：在特定溫度下，由熱激發(fā)形成的載流子的產(chǎn)生和復(fù)合兩個過程建立起動態(tài)平衡，這種情況下的載流子稱為平衡載流子；非平衡載流子：當半導(dǎo)體吸收光子后，導(dǎo)致導(dǎo)帶中的電子數(shù)和價帶中的空穴數(shù)增加，這部分載流子稱為非平衡載流子。2. 輻射性復(fù)合/非輻射性復(fù)合輻射性復(fù)合：導(dǎo)帶中的電子和價帶中的空穴復(fù)合時以光子的形式釋放能量；非輻射性復(fù)合：導(dǎo)帶中的電子和價帶中的空穴復(fù)合時以聲子的形式釋放能量；3. 功能電子材料/結(jié)構(gòu)電子材料功能電子材料：除強度性能外，還有其他特殊功能，或能實現(xiàn)光，電，磁，熱，力等不同形式的交互作用和轉(zhuǎn)換的非結(jié)構(gòu)材料；結(jié)構(gòu)

2、電子材料：能承受一定壓力和重力，并能保持尺寸和大部分力學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的一類材料；4. 玻璃鍵合/氧化物鍵合玻璃鍵合：把厚膜導(dǎo)電材料中配以一定的玻璃，通過離子的相互滲透作用使它與基片表面形成健合，這種鍵合類型成為玻璃鍵合；氧化物鍵合：在厚膜漿料的配料中加入金屬氧化物，通過金屬氧化物與基片表面形成的鍵合；5. 負溫度系數(shù)（NTC）熱敏材料/正溫度系數(shù)（PTC）熱敏材料/臨界溫度電阻熱敏材料負溫度系數(shù)（NTC）熱敏材料：電阻率隨溫度升高而下降的材料稱為負溫度系數(shù)（NTC）熱敏材料；正溫度系數(shù)（PTC）熱敏材料：電阻率隨溫度升高而升高的材料稱為正溫度系數(shù)（PTC）熱敏材料/臨界溫度電阻熱敏材料；臨界溫度電

3、阻熱敏材料：具有突變電阻溫度特性曲線的材料；6. 跳躍電導(dǎo)跳躍電導(dǎo)：電子傳導(dǎo)時，傳導(dǎo)的電子不進入導(dǎo)帶，而是在禁帶內(nèi)的一些能級間跳躍，這種電導(dǎo)稱為跳躍電導(dǎo)；7. 極化子（導(dǎo)電模式）極化子（導(dǎo)電模式）：是指載流子在離子晶體中慢速運動時，載流子與離子之間相互作用而產(chǎn)生極化，并使載流子處于半束縛狀態(tài)，這種極化狀態(tài)極化子，相對應(yīng)的電導(dǎo)稱極化子導(dǎo)電機理；8. 磁敏傳感器SQUID：是指超導(dǎo)量子干涉器；9. 壓敏電壓：是指在厚度為1mm樣品上通過1mA電流所產(chǎn)生的電壓降，稱為壓敏電壓；10. 能寫出非化學(xué)計量化合物的缺陷方程式，并判斷載流子類型不等價取代、氣氛的影響，缺陷反應(yīng)方程式的寫法11. NTC半導(dǎo)陶

4、瓷晶體結(jié)構(gòu)反尖晶石和半反尖晶石結(jié)構(gòu)；12. 氣敏半導(dǎo)體材料的晶界勢壘模型（p404）13. ZnO壓敏陶瓷的能帶結(jié)構(gòu)示意圖（p415）14. BaTiO3半導(dǎo)陶瓷PTC效應(yīng)的海望焦克模型的基本觀點在多晶BaTiO3半導(dǎo)陶瓷的晶粒邊界存在一個由受主表面態(tài)引起的勢壘層；該勢壘高度與相對介電常數(shù)成反比；鐵電補償是決定效應(yīng)的重要因素；在<時，由于電疇存在，極化電荷在垂直晶界方向產(chǎn)生電子通道，補償大約左右的表面電荷，材料呈低電阻；但在>時鐵電相變順電相，極化電荷消失，材料呈高阻態(tài)15. 金屬導(dǎo)熱的主要機制；電介質(zhì)材料的熱傳導(dǎo)機理16. 影響固溶度的因素:1.晶體結(jié)構(gòu)；2.離子半徑；3.電價；

5、4.電負性。17. 晶體中常見的點缺陷和常見的電子缺陷空位，間隙原子，取代；不等價取代，正負離子的空位，間隙原子；18. 金屬與半導(dǎo)體的接觸形式歐姆接觸，肖特基接觸；19. 常見的薄膜導(dǎo)體材料（p73-77）20. 常見的線繞電阻材料（p78）21. 常見的薄膜電阻材料金屬氧化物膜，金屬及合金膜，金屬陶瓷膜；22. 常見的厚膜電阻材料釕系厚膜電阻材料，鈀銀厚膜電阻；23. 厚膜電阻漿料的主要組成部分導(dǎo)電相，粘結(jié)相，有機載體；24. 表征超導(dǎo)材料性能的基本參量臨界溫度，臨界磁場強度，臨界電流密度；25. 半導(dǎo)體材料的類型本征半導(dǎo)體，雜質(zhì)半導(dǎo)體（n型，p型）；元素半導(dǎo)體，化合物半導(dǎo)體；晶態(tài)半導(dǎo)體，

6、非晶態(tài)半導(dǎo)體；26. 在熱平衡時，影響半導(dǎo)體載流子濃度積的因素禁帶寬度，有效質(zhì)量，溫度；27. 在光照下，半導(dǎo)體中電子的吸收類型本征吸收，激子吸收，自由載流子吸收，雜質(zhì)吸收，晶格振動吸收；28. II-VI族化合物半導(dǎo)體中起到p型和n型雜質(zhì)作用的缺陷Vx和Mi起到n型雜質(zhì)的作用；Vm和Xi起到p型雜質(zhì)的作用；29. 常見的壓敏材料ZnO,SiC,BaTiO3,SrTiO330. 常見的濕度敏感材料MCT，TiO2，V2O5；31. 常見的半導(dǎo)體氣敏材料SnO2，ZnO，氧化鐵系氣敏材料，氧化鋯32. 常見的熱敏材料NTC：Mn-Co-Fe-Ni-Cu形成的三元或四元系統(tǒng)，PTC：BaTiO3,

7、氧化釩系列33. 固溶體的分類及影響固溶度的因素分類：置換型固溶體，間隙型固溶體；有限固溶體，無限固溶體；34. 離子晶體的原子價控制電導(dǎo)由于不等價離子的摻入而引起的電導(dǎo)；35. 厚膜導(dǎo)電材料的主要特征，影響其性能的因素主要特征：電阻率低，焊接性好，焊點有良好的機電完整性，與基片的粘附牢固等。影響因素：功能相，粘結(jié)相的優(yōu)劣，以及基片本身的化學(xué)性質(zhì)和表面處理。36. 薄膜導(dǎo)體的要求導(dǎo)電性好，附著性好，化學(xué)穩(wěn)定性高，可焊性和耐焊接性好，成本低。37. 多層薄膜導(dǎo)電材料的膜層結(jié)構(gòu)設(shè)計原則通常設(shè)計成三層膜結(jié)構(gòu)，底層，中間層，頂層。底層也稱粘附層，主要起粘附作用，使頂層導(dǎo)體膜能牢固的附著在基片上；頂層主

8、要起導(dǎo)電和焊接作用。中間層阻止兩層的相互擴散和降低成本。38. 衡量電阻材料電性能的主要參數(shù)電阻率 電阻溫度系數(shù) 電阻 電壓特性 電阻噪聲39. 影響電阻材料電阻的因素電阻率 形狀尺寸40. 為什么實際應(yīng)用中將電阻材料做成箔、薄膜、厚膜和線狀？把電阻材料做成箔、薄膜、厚膜和線狀，因為它的比表面積大大增加，所以引起電阻率受表面散射的部分增加，造成電阻率受溫度的比例減小，因此起到兩個作用：1.減小溫度系數(shù)，改善它的電阻溫度特性。2.調(diào)整電阻值。41. 為什么在實際應(yīng)用中，電阻材料在成分上常用合金、合成物和氧化物？合金：基于在純金屬中加入雜質(zhì)元素之后額外的雜質(zhì)散射會造成電阻率增加，也會引起電阻溫度系

9、數(shù)下降，改善它的電阻溫度特性合成物：在導(dǎo)電材料里面起到絕緣作用的絕緣材料，調(diào)整它的電阻，改善電阻溫度特性。氧化物：具有半導(dǎo)體特性，半導(dǎo)體特性具有負的電阻溫度系數(shù)，可補償金屬正溫度電阻溫度系數(shù)42. 金屬和金屬氧化物電阻材料的導(dǎo)電機理金屬含有大量的自由電子，當自由電子傳輸過程中受到來自破壞晶格完整性的因素所導(dǎo)致的非相干散射時產(chǎn)生電阻。金屬氧化物的導(dǎo)電機理就是半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理，滿價帶的電子受溫度激發(fā)變成載流子參與導(dǎo)電。溫度升高，載流子數(shù)目增加，電導(dǎo)率增加。 43. 金屬和金屬氧化物的電阻率與溫度的關(guān)系先說導(dǎo)電機理金屬：隨著溫度升高，晶格熱振動加劇，離子振幅加大，電阻率升高金屬氧化物：隨著溫度升高，

10、價帶的電子受熱激發(fā)的幾率增加，所以載流子的數(shù)目在增加，電阻率降低。44. 將蒸發(fā)和濺射的金屬和合金薄膜電阻材料在真空或大氣中進行熱處理的目的與原因真空中進行熱處理的目的：降低電阻，電阻溫度系數(shù)增大。造成這個目的的原因是由于這些薄膜電阻在真空中進行熱處理，晶格的缺陷會減少，晶粒尺寸會增長在大氣中進行熱處理，由于金屬和合金膜會發(fā)生表面氧化，氧化后會使得電阻增大，電阻溫度系數(shù)會降低。45. 厚膜電阻材料燒結(jié)分階段進行的原因厚膜電阻漿料中含有導(dǎo)電相，粘結(jié)相和有機載體，分階段燒結(jié)是為了分步排除有機相和形成與基體牢固粘附的致密膜層結(jié)構(gòu)。1.預(yù)燒階段，有機載體揮發(fā)分解和燃燒 2.玻璃軟化前階段，發(fā)生氧化還原

11、反應(yīng) 3.燒成階段，玻璃軟化并熔融，浸潤覆蓋導(dǎo)電顆粒，促進顆粒相互接觸，形成致密的厚膜與基體粘附。4.冷卻階段，起到退火作用。46. 厚膜電阻材料制備工藝中，燒結(jié)的作用厚膜電阻漿料中含有導(dǎo)電相，粘結(jié)相和有機載體，燒結(jié)是為了分步排除有機載體，導(dǎo)電顆粒相互連接形成致密的膜，并通過粘結(jié)劑與基體牢固粘附。47. 超導(dǎo)的定義當溫度低于臨界溫度時 材料的電阻突然消失的現(xiàn)象48. 超導(dǎo)的理論基礎(chǔ)BCS理論：在低溫下形成了不受單個電子散射的cooper電子對，預(yù)言在金屬和金屬間化合物中不存在臨界溫度高于30k的超導(dǎo)材料49. 超導(dǎo)發(fā)展歷程從ppt自己找50. 超導(dǎo)的基本性質(zhì)0電阻 完全的抗磁性 磁通量子化51

12、. 判斷超導(dǎo)體的兩個標準是1. 0電阻 2. 完全抗磁性52. 如何比較超導(dǎo)體與理想導(dǎo)體自己書上找14214353. 按臨界溫度將超導(dǎo)體分為哪兩類低溫超導(dǎo)體 高溫超導(dǎo)體54. 按抗磁性又可將超導(dǎo)體分為哪兩類第一類超導(dǎo)體 第二類超導(dǎo)體55. Ge的能帶結(jié)構(gòu)及主要特征（194自己去寫 ）56. Si的能帶結(jié)構(gòu)及主要特征（194）57. GaAs的能帶結(jié)構(gòu)及主要特征（202-203）58. III-V族化合物半導(dǎo)體的極性對材料物理化學(xué)性質(zhì)的影響（201）1.解理性 2.生長和腐蝕59. 固體激光的發(fā)光原理受激輻射粒子數(shù)反轉(zhuǎn)60. 透明導(dǎo)電薄膜的用途及基本要求（301 ）61. 透明導(dǎo)電薄膜的種類與典

13、型材料（302303）62. 對發(fā)光材料發(fā)光波長起決定作用的因素電子的能級結(jié)構(gòu)63. 光纖制備（參考ppt）64. 光纖工作基本原理：全發(fā)射65. 光纖的結(jié)構(gòu)組成（參考ppt）66. 結(jié)合所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，試說明尖晶石結(jié)構(gòu)電子材料的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系（沒標準答案）67. 結(jié)合所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，試說明ZnO材料的結(jié)構(gòu)-性能特征及其相互關(guān)系（沒標準答案）68. 結(jié)合所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，試說明鈣鈦礦氧化物電子材料的功能特征與結(jié)構(gòu)的關(guān)系（沒標準答案）69. 半導(dǎo)體氣敏材料的感應(yīng)機理（404）70. ZnO壓敏材料的工作機理（415）71. 薄膜電阻的常用制備方法及優(yōu)缺點72. 常用的軟磁鐵氧體材料有哪些？73. 尖晶石鐵氧體中金屬離子的分布通式？正尖晶石、反尖晶石和混合尖晶石（半尖晶石）？