電子功能材料與元器件習(xí)題答案

1、-. z.第一章作業(yè)1形狀記憶合金為什么具有形狀記憶的功能？答：馬氏體相變過程如右圖。將形狀記憶合金從高溫母相a冷卻，在低于室溫附近的*一溫度時，母相a變?yōu)轳R氏體相b，這時的馬氏體是由晶體構(gòu)造一樣，結(jié)晶方向不同的復(fù)數(shù)同系晶體構(gòu)成，同母相相比，各同系晶體都發(fā)生了微小變形，但形成同系晶體時防止相互之間形變，從而保證在外形上沒有改變。馬氏體相中的A面和B面在足夠小的力下即能移位，所以馬氏體相材料柔軟，易變形，在外力作用下，馬氏體向著外力擇優(yōu)的方向變形為變形馬氏體相c。此材料在加溫時，又能返回母相a，從而恢復(fù)形狀，馬氏體相b在溫度高于一定程度逆相變點Af時也能返回高溫母相。一般來說，高溫母相只有溫度冷

2、卻到馬氏體相變溫度Ms以下時，才開場向馬氏體相轉(zhuǎn)變，但在外力作用下，即使溫度高于逆相變點Af，也能形成馬氏體相，但此時僅能形成擇優(yōu)方向的變形馬氏體，由于在溫度高于Af時，馬氏體相能量不穩(wěn)定，除去電荷后立即能恢復(fù)到母相a。綜上可知，形狀記憶合金具有形狀記憶功能。2分析說明溫度變化對高純的Cu，Si及(Cu-Al-Ti-Ni)形狀記憶合金電阻率的影響1Cu(金屬)：溫度升高散射作用增大，電阻率升高；溫度下降散射作用減小，電阻率下降； 2Si半導(dǎo)體：溫度升高晶格散射加劇會使n減小，但激發(fā)產(chǎn)生的載流子增多，使減小占優(yōu)勢，從而使宏觀電阻率減小，使Si呈現(xiàn)負(fù)溫度特性。3(Cu-Al-Ti-Ni)形狀記憶合

3、金：.母相立方晶體，晶格畸變小，散射作用弱，小，馬氏體相為斜方晶體，晶格畸變大，散射作用大，大。相變過程中，混合相看哪相比例大。溫度升高，散射作用大，增大；溫度下降，散射作用小，減小；實線降溫過程：母相高溫 Ms: T減小，減?。籑s Mf:立方斜方變化，T減小，增大；Mf 馬氏體：T減小，減小虛線升溫過程：馬氏體As: T升高，增大。As Af:斜方 立方變化，T升高，減?。?Af 母相：T升高，升高3.超導(dǎo)體處于超導(dǎo)態(tài)時應(yīng)具備哪些特征？如何理解超導(dǎo)體的零電阻？ 特征：1零電阻效應(yīng)TTc，R0 2邁斯納效應(yīng)TTc，B=0 3臨界磁場效應(yīng)THc超導(dǎo)態(tài)破壞 4臨界電流效應(yīng)TIc超導(dǎo)態(tài)破壞零電阻：

4、1TTc，R0比常導(dǎo)體的剩余電阻小得多 2對直流而言 3TTc，全部為常導(dǎo)電子。關(guān)系：TTc，形成的庫伯對隨T降低而增多，T0K時，全部形成庫伯對。5.以GaAs/GaAlAs組成的超晶格為例，討論材料厚度變化對晶格材料性質(zhì)有哪些影響？要點：如果交替生長的薄膜厚度較大，則量子阱和子能帶就不明顯，甚至消失而不具有超晶格作用，只能表現(xiàn)出兩種禁帶寬度E1和E2不同異質(zhì)結(jié)作用。性質(zhì)：1晶格常數(shù)2禁帶寬度 3隧道效應(yīng)4子能帶5高速化6. 組分超晶格中子能帶是如何形成的，影響其禁帶寬度的因素有哪些？P.18 影響其禁帶寬度的因素：有效質(zhì)量和勢阱寬度。7.分析設(shè)計應(yīng)變超晶格材料時，影響其晶格常數(shù)和禁帶寬度的

5、因素及相互關(guān)系p.198.電介質(zhì)常會產(chǎn)生那幾種極化方式，簡要說明。p.249.分析外電場對晶界勢壘及材料的宏觀電導(dǎo)率的影響。p.3210.在實際應(yīng)用中，如何來調(diào)整半導(dǎo)體瓷材料的電阻呢？p.3211.分析石英晶體各個軸向產(chǎn)生壓電效應(yīng)的機理。第二章作業(yè)1.MO晶體中，常見的點缺陷有哪些？并說明電離缺陷的電學(xué)性質(zhì)及成因常見點缺陷種類：施主：Mi,V*,FM(高價替代) 受主：VM，F(xiàn)M,(高價替代) *i 難生成成因：1具有弗朗克FrenKel缺陷的整比化合物2反弗朗克缺陷的整比化合物3肖特基Schottky缺陷4反肖特基缺陷5反構(gòu)造缺陷6非整比化合物M1-y*產(chǎn)生VM7V*空位的產(chǎn)生：M*1-y8

6、非整比化合物M1+y*Mi產(chǎn)生9產(chǎn)生*i缺陷M*1+y2.寫出處理金屬氧化物MO晶體中缺陷平衡問題的方法步驟；假設(shè)真空熱處理的MO中主要缺陷為間隙金屬原子M (i)，且為全電離狀態(tài)，試推導(dǎo)其電導(dǎo)率與氧分壓PO2的關(guān)系式方法：1根據(jù)所給工藝條件，寫出產(chǎn)生的主要缺陷反響式； 2寫出相應(yīng)質(zhì)量作用定律表達(dá)式； 3寫出簡化的電中性條件； 4利用簡化的電中性方程和質(zhì)量作用定律求出缺陷的濃度表達(dá)式5討論缺陷濃度與T, PO2關(guān)系。 1電中性方程： 22代入1有： 3 53.分析非化學(xué)計量比MO中Vo占優(yōu)點缺陷,電導(dǎo)率與氧分壓Po2的關(guān)系。分高溫和低溫時討論即雙電離和電電離時討論占優(yōu)：低溫時：質(zhì)量作用定律：

7、1電中性方程： 234電導(dǎo)率： 5高溫質(zhì)量作用定律： 6電中性方程： 72代入1有： 8電導(dǎo)率： 94.要熟練掌握雜質(zhì)對非化學(xué)計量比組成的晶體中的缺陷平衡的影響的推導(dǎo)，包括金屬間隙型氧化物M1+yO，和金屬缺位型氧化物M1-yO的高價和低價摻雜情況(四種情況)。 5.對2-2和2-3節(jié)進(jìn)展小結(jié)，充分了解不同類型缺陷濃度與PO2的關(guān)系及變化規(guī)律。上課時總結(jié)過。6.寫出對M2O3體系中分別進(jìn)展高價、低價摻雜的缺陷反響。 Ppt上有。7.對施主摻雜的晶體MO，分別進(jìn)展快速降溫和正常降溫，缺陷濃度及分布狀態(tài)有何不同？P62。第三章作業(yè)1還望焦克模型及其局限性 p70p732.丹尼爾斯模型要點及其解釋的

8、實驗事實p733.勢壘高度表達(dá)式 p714.如何理解鐵電補償在解釋PTC效應(yīng)中的作用機理。p72 5.NTC導(dǎo)電機制與構(gòu)造關(guān)系. p766.在MnO中參加NiO經(jīng)高溫處理，可形成半反或全反尖晶石構(gòu)造，寫出相應(yīng)的構(gòu)造式和導(dǎo)電 過程。p777.試說明由A,B兩種導(dǎo)體組成的熱電偶的工作原理并推導(dǎo)出其總熱電勢的表達(dá)式接觸電勢：兩種不同導(dǎo)體接觸時，在接觸處由于載流子濃度的不同相互擴散而形成接觸電勢差。溫差電勢： 一種導(dǎo)體兩端由于溫度不同，電子從高溫端向低溫端擴散而產(chǎn)生溫差電勢。熱電偶回路中包括兩個方向相反的接觸電勢和兩個溫差電勢。當(dāng)兩端置于不同溫度下，則產(chǎn)生總的熱電勢。接觸電勢： eA.B(T) = e

9、A.B(T0) = 總的接觸電勢為： eA.B(T) - eA.B(T0) =A,B各自的溫差電勢： eA(T,T0) = eB(T,T0) = 總的溫差電勢： eA(T,T0) - eB(T,T0) = 熱電偶的總熱電勢為：EAB(T.T0) = eAB(T) eAB(T0) - eA(T.T0)+eB(T.T0) = - EAB(T.T0) = eAB(T) - eAB(T0) = EAB(T) - EAB(T0)第四章作業(yè)1.利用能帶理論說明N或P型半導(dǎo)體的氣敏N型在書上，P型如下：1單晶顆粒的氣體吸附，即氧化性氣體吸附。空穴將由氣體向半導(dǎo)體外表轉(zhuǎn)移，形成負(fù)電荷吸附。導(dǎo)致半導(dǎo)體外表空穴增多，能帶向上彎曲。電導(dǎo)增大。P型半導(dǎo)體的正電荷吸附 PO2(2) Pt(+):O2+4e2O2- Pt(-):2O2-O2+4eO2穿過多孔Pt電極，并在電極處形成O2-，在ZrO2中借助VO空位擴散到Pt(-)，并形成O2。輸出 為，可求。8 減少汽車尾氣污染的工作原理及工作過程。汽車尾氣