功能材料相關(guān)知識點概括資料

緒論1、功能材料指具有一種或幾種特定功能的材料，具有優(yōu)良的物理、化學(xué)和生物功能，在物件中起著“功能”的作用。力學(xué)功能對應(yīng)于宏觀物體的機械運動，其他功能對應(yīng)于微觀物體的運動，習(xí)慣上不把構(gòu)造材料包括在功能材料范疇內(nèi)。2、宏觀運動和微觀運動之間相互聯(lián)系，在適當(dāng)條件下可以相互轉(zhuǎn)化。因此，構(gòu)造材料和功能材料有共同的科學(xué)根底，有時很難截然劃分。3、功能材料是指具有優(yōu)良的物理、化學(xué)和生物或其相互轉(zhuǎn)化的功能，用于非承載目的的材料。4、功能材料按化學(xué)成分〔化學(xué)鍵〕分類，可分為金屬、無機非金屬、有機高分子和復(fù)合功能材料。按物理性質(zhì)分類，可分為物理〔如光、電、磁、聲、熱和力學(xué)功能材料等、化學(xué)、生物、核功能材料和特別功能材料。導(dǎo)電材料1、導(dǎo)電材料按導(dǎo)電機理可分為電子導(dǎo)電材料和離子導(dǎo)電材料兩大類，電子導(dǎo)電材料的導(dǎo)電源于〔電阻態(tài)〕過渡到超導(dǎo)態(tài)〔零電阻態(tài)〕的轉(zhuǎn)變稱為正常-超導(dǎo)轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變時的Tc稱為這種超導(dǎo)體的臨界溫度。3、除溫度外足夠的磁場也能破壞超導(dǎo)態(tài)。使超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變成正常態(tài)的最小磁場Hc〔T〕稱為此溫度下該超導(dǎo)體的臨界磁場。磁場的存在可以使臨界溫度降低，磁場越大，臨界溫度也越低。4、超導(dǎo)體按邁斯納效應(yīng)可分為軟超導(dǎo)體〔第一類超導(dǎo)體〕和硬超導(dǎo)體〔其次類超導(dǎo)體體在超導(dǎo)態(tài)和正常態(tài)之間有一種混合態(tài)存在。5、半導(dǎo)體的電子構(gòu)造跟絕緣體相近，只是半導(dǎo)體的禁帶寬度要比絕緣體小，電子受熱或光等能量簡潔被激發(fā)，同時產(chǎn)生空穴而形成傳導(dǎo)。6、半導(dǎo)體按化學(xué)成分可分為元素半導(dǎo)體和化合物半導(dǎo)體。元素半導(dǎo)體包括本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體。7(電子型或n型)和受主型(空穴型或P型)雜原子的價電子多于純元素的價電子，后者正好相反。8、半導(dǎo)體中價帶上的電子借助于熱、光、電、磁等方式激發(fā)到導(dǎo)帶叫本征激發(fā)。滿足本征激發(fā)征半導(dǎo)體電導(dǎo)率由電子運動和空穴運動兩局部所構(gòu)成。9、由于本征半導(dǎo)體的載流子密度格外小，需要在高溫下工作，故應(yīng)用不多。實際應(yīng)用的大多數(shù)為摻雜后非本征半導(dǎo)體，也叫雜質(zhì)半導(dǎo)體。10、利用將雜質(zhì)元素摻入純元素中，把電子從雜質(zhì)能級〔帶〕激發(fā)到導(dǎo)帶上或者把電子從價帶激導(dǎo)體。11、依據(jù)雜質(zhì)電離能的大小，分為淺能級雜質(zhì)和深能級雜質(zhì)。深能級能產(chǎn)生的載流子很少，而散射卻增加，對電導(dǎo)率影響不大或有所降低。12、化合物半導(dǎo)體最突出的特點是禁帶和遷移率范圍寬。13、具有半導(dǎo)體特性的非晶態(tài)物質(zhì)稱為非晶態(tài)半導(dǎo)體，與晶態(tài)物質(zhì)相比，非晶態(tài)物質(zhì)的原子排列沒有周期性。14導(dǎo)電材料通常簡稱導(dǎo)電高分子，它們是高分子本身構(gòu)造或經(jīng)摻雜后就可以導(dǎo)電的。15性能易于調(diào)整，本錢低和可選擇的品種多等很多優(yōu)點。1610-4s/cm，且其電子電導(dǎo)對總電導(dǎo)率的奉獻可無視不計，又稱快離子導(dǎo)體。離子導(dǎo)電主要發(fā)生在離子固體中，離子在固體中通過晶格的缺陷(空穴)而進入穴位發(fā)生導(dǎo)電。17、繪制導(dǎo)體的能帶構(gòu)造圖并說明其導(dǎo)帶構(gòu)成狀況。18、與構(gòu)造材料相比，功能材料有有哪些主要特征？功能對應(yīng)于材料的微觀構(gòu)造和微觀物體的運動；其聚攏態(tài)和形態(tài)格外多樣化；產(chǎn)品形式主要是材料元件一體化；是利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，多學(xué)科穿插的學(xué)問密集型產(chǎn)物；承受很多工藝和技術(shù)進展制備與檢測。19、什么是邁斯納效應(yīng)，完全導(dǎo)體〔無阻導(dǎo)體〕與超導(dǎo)體有何區(qū)分？場與外加磁場大小相等、方向相反，因而在樣品內(nèi)不消滅凈磁通量，即在超導(dǎo)體內(nèi)部總有B=0，這種完全的抗磁性即麥斯納效應(yīng)。強度，即完全導(dǎo)體保持著當(dāng)它失去電阻時樣品內(nèi)部的磁場，致使完全導(dǎo)體內(nèi)部的磁場不變，可以看作磁通分布被凍結(jié)在完全導(dǎo)體中。20、什么叫庫柏電子對？利用BCS理論解釋超導(dǎo)的微觀機制。量比兩個獨立的電子的總能量低，這種電子對狀態(tài)稱為庫柏電子對?？紤]到電子的自旋，最正確的配對方式是動量相反同時自旋相反的兩個電子組成庫柏電子對。界供給能量。庫柏對吸取能量變成兩個獨立的正常電子的過程稱為準粒子激發(fā)。由于受熱激發(fā)，隙之上單粒子態(tài)中的正常電子。這正賜予了二流體模型的意義。配對的電子，其自旋方向相反，動量的大小相等而方向相反，總動量為零。庫珀對作為整體與晶動量，也不交換能量，能自由地通過晶格，因此沒有電阻。在電壓的作用下，這種有秩序的電子對按肯定方向暢通無阻地流淌起來。③當(dāng)溫度上升后，電子對因受熱運動的影響而遭到破壞，就失去了超導(dǎo)性。當(dāng)磁場強度到達臨界強度時，磁能密度等于庫珀對的結(jié)合能密度，全部庫珀對都獲得能量而被撤散，超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)為正常態(tài)。21、描述超導(dǎo)材料的兩個根本特性及其關(guān)系；零電阻效應(yīng)：在臨界溫度時，電阻變?yōu)榱愕默F(xiàn)象。邁斯納效應(yīng)：在超導(dǎo)態(tài)時，不允許磁場穿過，即具有完全抗磁性。關(guān)系：相互獨立又相互聯(lián)系。單純的零電阻不能保證具有邁斯納效應(yīng)；而邁斯納效應(yīng)存在必滿足零電阻效應(yīng)。22、非晶態(tài)半導(dǎo)體有何特點？1〕非晶半導(dǎo)體對雜質(zhì)摻入不敏感，構(gòu)造不具有敏感性。摻入雜質(zhì)的正?；蟽r都被飽和，即全部價電子都處在鍵合狀態(tài)，幾乎全部非晶態(tài)半導(dǎo)體都具有本征半導(dǎo)體的性質(zhì)。2〕非晶態(tài)半導(dǎo)體由于它的非結(jié)晶性，因此無方向性，所以沒有結(jié)晶、提純、雜質(zhì)掌握等簡單工藝。故非晶態(tài)半導(dǎo)體便于大量生產(chǎn)，并且價格低廉。24、試繪制本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體的能帶構(gòu)造并解釋半導(dǎo)體導(dǎo)電機理。介電材料1、介電材料又叫電介質(zhì)，是以電極化為特征的材料。電極化是在電場作用下分子中正負電荷中心發(fā)生相對位移而產(chǎn)生電偶極矩的現(xiàn)象。2322120種點群的晶體可能具有壓電性，屬于壓電晶體，稱為壓電體。310屬于熱釋電體。4、在熱釋電晶體中，有些晶體的自發(fā)極化方向能隨外電場方向轉(zhuǎn)化，這類晶體稱為鐵電體。5、具有鐵電性的晶體，必定具有熱釋電性和壓電性，具有熱釋電性的晶體，必定具有壓電性，但是卻不肯定具有鐵電性。6、分子極化率一般由電子極化率、原子〔離子〕極化率和取向極化率三局部構(gòu)成。7、介電材料的極化強度是單位體積內(nèi)電偶極矩的矢量和。介質(zhì)的極化強度越大，靜態(tài)介電常數(shù)也越大。8、電介質(zhì)分子完成極化所需的時間稱為弛豫時間，其倒數(shù)稱為弛豫頻率率相當(dāng)于紫外頻率，原子〔離子〕微波區(qū)。9、在交變電場作用下，由于電場頻率不同，極化對電場變化的反響也不同。10、在交變電場中，由于極化滯后，介電常數(shù)要用復(fù)數(shù)表示，稱為動態(tài)介電常數(shù)。11、介電損耗產(chǎn)生的緣由包括：(1)(2)與偶極子轉(zhuǎn)動和振動相關(guān)的能量損耗。12、電介質(zhì)承受的電壓超過肯定值后，就喪失了電介質(zhì)的絕緣性，這個電壓叫做擊穿電壓。13有電疇和電滯回線的介電材料。14、所謂電疇就是在一個電疇范圍內(nèi)永久偶極矩的取向都全都。15、居里溫度Tc是鐵電相與順電相的相轉(zhuǎn)變溫度，當(dāng)鐵電體溫度T大于Tc時，鐵電現(xiàn)象消逝。鐵電相是極化有序狀態(tài)，順電相是極化無序狀態(tài)。16、依據(jù)鐵電體極化軸的多少，可將鐵電體分為無序-有序型鐵電體〔軟鐵電體〕和位移型鐵電體〔硬鐵電體〕兩類。軟鐵電體只有一個晶軸，硬鐵電體有多個晶軸。17、反鐵電體是一些離子晶體，它的相鄰行或列上的離子沿反平行的方向自發(fā)極化。18、鐵電體與反鐵電體的自發(fā)極化有何不同特點？并分別解釋為什么總的極化強度ΣP＝0？個個由很多晶胞組成的自發(fā)極化方向一樣的小區(qū)域－鐵電疇，但各個鐵電疇的極化方向是不同列且這兩局部偶極子的偶極矩大小相等方向相反。鐵電體ΣP＝0是由于一般狀況下整個鐵電晶體的內(nèi)部不同方向取向的電疇其自發(fā)極化強度ΣP＝0；反鐵電體晶胞中偶極子以反平行方向排列偶極子的偶極矩ΣP＝0。19、繪制鐵電體的電滯回線，并標(biāo)出飽和極化強度Ps、剩余極化強度Pr及矯頑電場強度Ec在圖中的位置。壓電材料1、沒有對稱中心的材料受到機械應(yīng)力處于應(yīng)變狀態(tài)時，材料內(nèi)部會引起電極化和電場，其值與應(yīng)力大小成比例，符號取決于應(yīng)力的方向，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。2、當(dāng)材料在電場作用下發(fā)生電極化時，會產(chǎn)生應(yīng)變，其應(yīng)變值與所加電場強度成正比，符號取決于電場方向，此現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)。3、具有壓電效應(yīng)的材料叫壓電材料，通過壓電材料可將機械能和電能相互轉(zhuǎn)換。利用逆壓電效應(yīng)進展了一系列電致伸縮材料。4、壓電效應(yīng)產(chǎn)生的根源是晶體中離子電荷的位移，當(dāng)不存在應(yīng)變時電荷在晶格位置上的分布是對稱的，所以其內(nèi)部電場為零。但是當(dāng)給晶體施加應(yīng)力則電荷發(fā)生位移，假設(shè)電荷分布不再保持對稱就會消滅凈極化，并將伴隨產(chǎn)生一電場，這個電場就表現(xiàn)為壓電效應(yīng)。5、逆壓電效應(yīng)與電致伸縮效應(yīng)不同。電致伸縮效應(yīng)是指在外電場作用下，任何電介質(zhì)都會發(fā)生尺寸變化，即產(chǎn)生應(yīng)變，是液、固、氣電介質(zhì)一般都具有的性質(zhì)。而逆壓電效應(yīng)只存在于不具有比，而逆壓電效應(yīng)的形變是隨電場反向而反號，與電場強度的一次方成正比。6、機電耦合系數(shù)是一個綜合反映壓電晶體的機械能與電能之間耦合關(guān)系的物理量，是衡量壓電材料性能的一個很重要參數(shù)。7、單晶壓電材料性能穩(wěn)定，內(nèi)耗?。惶沾啥嗑弘姴牧媳葐尉Р牧狭畠r但易老化。半導(dǎo)體壓電材料機電耦合系數(shù)大并兼有光電導(dǎo)性。熱電材料1、熱電材料就是把熱轉(zhuǎn)變?yōu)殡姷牟牧?。主要包括溫差電動勢材料，熱電?dǎo)材料和熱釋電材料三大類。2、在熱電回路中通電時，在回路中會引起兩種熱效應(yīng)，珀爾帖和湯姆遜熱效應(yīng)。前者消滅在電極的兩個接頭處；后者發(fā)生在兩個電極上。3、溫差電動勢材料主要應(yīng)用在兩個方面：一是用作熱電偶材料，制作熱電偶用于測溫，這方面應(yīng)用的材料主要是高純金屬和合金材料；二是制作熱器件，用來發(fā)電或做致冷器，這類器件所用的材料主要是高摻雜半導(dǎo)體材料。4、當(dāng)溫度上升時，材料的電導(dǎo)率發(fā)生較大變化的一類材料稱為熱電導(dǎo)材料，實質(zhì)上是溫電導(dǎo)材料。5、熱電導(dǎo)材料又稱為熱敏材料，是重要的傳感器材料。6、正溫度系數(shù)熱電導(dǎo)材料多數(shù)是半導(dǎo)性的金屬氧化物和過渡金屬的復(fù)合氧化物，其特點是溫度上升，電導(dǎo)率增加。7、負溫度系數(shù)熱電導(dǎo)材料主要為摻雜半導(dǎo)體陶瓷材料。8、熱釋電效應(yīng)是指當(dāng)某些晶體受溫度變化影響時，由于自發(fā)極化的相應(yīng)變化而在晶體的肯定方向上產(chǎn)生外表電荷。9、熱釋電材料有晶體〔單晶材料、金屬氧化物陶瓷〕和有機高聚物晶體兩大類。10、何謂塞貝克效應(yīng)和帕爾帖效應(yīng)，兩者有什么關(guān)系？由兩種不同導(dǎo)體〔或半導(dǎo)體〕流通過，此回路稱熱電回路，回路中消滅的電動勢稱為塞貝克電動勢，此效應(yīng)稱為塞貝克效應(yīng)。此效應(yīng)稱為帕爾貼效應(yīng)。帕爾帖效應(yīng)實質(zhì)上是塞貝克效應(yīng)的逆效應(yīng)。光電材料1、光電材料是能把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊活惸芰哭D(zhuǎn)換功能材料。2、當(dāng)光照耀到材料上，光被材料吸取產(chǎn)生放射電子的現(xiàn)象稱為光電子放射現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是光-電子能量轉(zhuǎn)換的結(jié)果。4、p型半導(dǎo)體光激發(fā)到導(dǎo)帶的電子壽命約10-9s，電子集中長度較釋熱長度大的多。負電子親和Lt時，兩種陰極效率差異不大。當(dāng)光子入射深度大于釋熱長度Lt時，兩種親和勢逸出深度不同，負電子親和勢逸出深度LD大于正電子親和勢逸出深度。所以用半導(dǎo)體材料作光陰極，p型材料比n型材料好。5、受光輻射電導(dǎo)急劇上升的現(xiàn)象稱為光電導(dǎo)現(xiàn)象，具有此現(xiàn)象的材料叫光電導(dǎo)材料，又稱作內(nèi)光電效應(yīng)材料或光敏材料。6、光照到半導(dǎo)體〔或絕緣體〕上，價帶的電子承受能量，使電子脫離共價鍵。當(dāng)光的能量到達禁帶寬度的能量值時，價帶的電子躍遷到導(dǎo)帶，因而在晶體中產(chǎn)生一個自由電子和一個空穴，這兩種載流子都參與導(dǎo)電。由于光的作用產(chǎn)生的附加電導(dǎo)稱之為光電導(dǎo)。7、光電導(dǎo)來自附加的載流子，這種載流子可以來自帶間躍遷，也可以來自雜質(zhì)的激發(fā)，因此，光電導(dǎo)有本征光電導(dǎo)和雜質(zhì)光電導(dǎo)之分。8、光電導(dǎo)材料按材料種類可分為光電導(dǎo)半導(dǎo)體、光電導(dǎo)陶瓷和有機高分子光導(dǎo)體三類。9、光電導(dǎo)材料主要是應(yīng)用光生載流子產(chǎn)生光導(dǎo)效應(yīng)的原理，常用作光探測的光敏感器件材料。10、在光照下，半導(dǎo)體p-n結(jié)兩端產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)。具有此效應(yīng)的材料叫光生伏特材料或光生電動勢材料。太陽能電池和光生伏特檢測器都是光生電動勢材料的重要應(yīng)用。11、在p-n結(jié)區(qū)四周受主離子和施主離子產(chǎn)生的靜電勢梯度阻擋載流子集中，這種p-n結(jié)區(qū)電場稱為內(nèi)建電場。盡管有內(nèi)建電場存在，但整個p-n結(jié)中沒有剩余的空穴和電子，因此p-n結(jié)中并無外場電動勢，外電場為零。假設(shè)光照耀到p-n結(jié)接觸面時，由于光激發(fā)而使電子和空穴激發(fā)，受內(nèi)建電場的作用，空穴將向p區(qū)移動而積存，電子向n〔起阻擋電子和空穴集中的作用這p-n結(jié)就形成光電池。12、硅太陽能電池可分為單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池三種。13、單晶硅太陽能電池禁帶寬度不大，轉(zhuǎn)換效率高，但價格昂貴，使用壽命不長。多晶硅材料易得，但其實際轉(zhuǎn)換效率低，不易掌握其均勻性。非晶硅太陽能電池工藝簡潔，對雜質(zhì)敏感性小，價廉，可以制成大尺寸，但轉(zhuǎn)換效率不高，不夠穩(wěn)定。14、薄膜太陽能電池質(zhì)量輕，可制成大面積膜而且可彎曲，但工藝簡單，質(zhì)量不穩(wěn)定，轉(zhuǎn)換效率也不夠高。15、陶瓷太陽能電池制備簡潔，本錢低，但穩(wěn)定性差。16、MOS和p-n異質(zhì)結(jié)太陽能電池轉(zhuǎn)換效率較高，但工藝簡單。透光和導(dǎo)光材料1、透光材料包括透可見光、紅外光和紫外光的材料。2、透可見光的材料常用的有玻璃和高聚物兩大類。3、玻璃材料的透過率最高〔可高達98%以上好，耐磨損，缺點是密度大、耐沖擊強度低，加工困難，制造周期長。4、高聚物透光材料優(yōu)點是重量輕，本錢低，制造簡潔，不易裂開，缺點是折射率范圍窄，熱膨脹系數(shù)、雙折射和色散大，耐熱、耐磨、硬度、耐濕和抗化學(xué)性能差。5、光學(xué)石英玻璃是透紫外線最好的材料，在紫外波段有很高的透過性能。6、光通信中用于傳播光信息的光學(xué)纖維所用的材料稱為光纖材料，又稱光波導(dǎo)纖維材料。7前者的折射率在皮和芯界面上呈突躍變化，后者的折射率則隨半徑呈梯度指數(shù)變化。8、光學(xué)上把具有肯定頻率、肯定偏振狀態(tài)和傳播方向的光波叫作光波的一種模式，或稱為光的輸一個模式的光波。9、形成光學(xué)纖維傳輸損耗的機理有吸取損耗、本征散射和波導(dǎo)散射三種。吸取損耗是一個重要的損耗，可分為本征吸取、雜質(zhì)吸取和OH-離子吸取。本征吸取是物質(zhì)的固有吸取，是組分原子振動產(chǎn)生的吸取。本征散射是物質(zhì)散射中最重要的，又稱為瑞利散射，是由玻璃熔制過程造成的徑起伏，界面粗糙等。10、光纖種類很多，按芯和包層折射率分布可分為階躍型、梯度型、色散移位型和色散平坦型；按傳輸模式可分為單模光纖和多模光纖。發(fā)光材料1、發(fā)光材料品種很多，按激發(fā)方式可以分為：a.光致發(fā)光材料：發(fā)光材料在光〔通常是紫外光、紅外光和可見光照耀下激發(fā)發(fā)光；b.c.陰極射線致發(fā)光材料：發(fā)光材料在加速電子的轟擊下的激發(fā)發(fā)光；d.等離子發(fā)光材料：發(fā)光材料在等離子體的作用下的激發(fā)發(fā)光；e.熱致發(fā)光材料：發(fā)光材料在熱的作用下的激發(fā)發(fā)光。2、發(fā)光材料的發(fā)光中心〔即發(fā)光體內(nèi)部在構(gòu)造中能發(fā)光的分子〕受激發(fā)時并未離化，即激發(fā)和并不伴隨有光電導(dǎo)，故又稱“非光電導(dǎo)型”發(fā)光。3、分立中心發(fā)光有兩種狀況：自發(fā)發(fā)光和受迫發(fā)光。受迫發(fā)光是受激發(fā)的電子只有在外界因素影響下才發(fā)光。4、發(fā)光材料受激發(fā)時分別出一對帶異號電荷的粒子，一般為正離子(空穴)和電子，這兩種粒子在復(fù)合時便發(fā)光，叫復(fù)合發(fā)光。由于離化的帶電粒子在發(fā)光材料中漂移或集中，從而構(gòu)成特征性光電導(dǎo)，所以復(fù)合發(fā)光又叫“光電導(dǎo)型”發(fā)光。5、大局部復(fù)合發(fā)光是電子脫離原來的發(fā)光中心后，在運動中遇到其他離化了的發(fā)光中心復(fù)合發(fā)光，呈雙分子過程，電子在導(dǎo)帶中停留的時間較長，是長復(fù)合發(fā)光過程。6、材料的發(fā)光光譜〔又稱放射光譜〕可分為三種類型：寬帶、窄帶和線譜。7、應(yīng)用中硬性規(guī)定當(dāng)激發(fā)停頓時的發(fā)光亮度L衰減到L0的10%時所經(jīng)受的時間為余暉時間，8、用紫外光、可見光及紅外光激發(fā)發(fā)光材料而產(chǎn)生發(fā)光的現(xiàn)象稱為光致發(fā)光，這種發(fā)光材料稱為光致發(fā)光材料。9、光致發(fā)光材料一般可分為熒光燈用發(fā)光材料、長余輝發(fā)光材料和上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，按發(fā)光弛豫時間可分為熒光材料和磷光材料。10、磷光材料的主要組成局部是基質(zhì)和激活劑兩局部。1112、電致發(fā)光是在直流或溝通電場作用下，依靠電流和電場的激發(fā)使材料發(fā)光的現(xiàn)象，又稱場致發(fā)光，這種發(fā)光材料稱為電致發(fā)光材料或場致發(fā)光材料。13、電致發(fā)光機理分為本征式和注入式兩種。本征式發(fā)光是用電場直接鼓勵電子，電場反向后電子與中心〔空穴〕復(fù)合而發(fā)光的現(xiàn)象。注入式場致發(fā)光是在正向電壓下，電子和空穴分別由npp-n結(jié)電致發(fā)光。14是由電子束轟擊發(fā)光物質(zhì)而引起的發(fā)光現(xiàn)象。陰極射線發(fā)光包括三個根本過程，①電離，當(dāng)高能電子束激發(fā)發(fā)光材料時，晶體吸取激發(fā)能，引起基質(zhì)價帶或滿帶電子的激發(fā)；②電子和空穴的中介運動過程，滿帶中的電子被電離后進入導(dǎo)帶，在滿帶中產(chǎn)生空穴，電子和空穴分別在導(dǎo)帶和滿帶中集中；③電子-空穴對復(fù)合發(fā)光。15、由于發(fā)光強度是隨激發(fā)強度而變的，通常用發(fā)光效率來表征材料的發(fā)光本領(lǐng)。發(fā)光效率可用量子效率、能量效率及光度效率三種方法表示。16〔1〕3〕等離子體具有電振蕩的特性〔4〕等離子體具有加熱氣體的特性〔5〕氣體在等離子體中的運動可看作是熱運動。激光材料1、依據(jù)統(tǒng)計力學(xué)原理，大量一樣粒子集合處于熱平衡溫度下，粒子數(shù)按能級的分布聽從玻爾茲曼分布定律。2、依據(jù)玻爾茲曼分布定律，熱平衡條件下絕大局部粒子處于基態(tài)，即處于低能級的粒子數(shù)在熱平衡狀況下總多于高能級的粒子數(shù)，因而受激吸取總占優(yōu)勢，這叫粒子數(shù)正常分布。3、輻射與物質(zhì)的相互作用主要包括受激吸取、自發(fā)放射和受激放射。原子系統(tǒng)中各個原子的自發(fā)放射是各自獨立進展的，彼此無關(guān)。它們放射的光子傳播方向和偏振方向可以各不一樣，屬于不同的模，相互之間不相干。受激放射的光子與入射光子有一樣的模式。4、假設(shè)借助外界鼓勵，破壞粒子的熱平衡分布，就可能使高能級的粒子數(shù)大于低能級的粒子數(shù)，由于它同正常分布相反，所以叫粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的作用在于當(dāng)外來光輻射時，受激輻射總是大于受激吸取，因而產(chǎn)生光的放大信號，為激光的產(chǎn)生供給了根底。5、激光器通常由工作物質(zhì)、鼓勵源和諧振腔三局部構(gòu)成。6、激光產(chǎn)生的過程為：當(dāng)激光工作物質(zhì)的粒子(原子或分子)吸取了外來能量后，就要從基態(tài)躍遷到不穩(wěn)定的高能態(tài)(受激吸取)所以粒子數(shù)目不斷積存增加(泵浦過程)。當(dāng)亞穩(wěn)態(tài)粒子數(shù)大于基態(tài)粒子數(shù)，即實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分發(fā)出強大的激光。7、目前全部已實現(xiàn)激光輻射的都是三能級或四能級系統(tǒng)，尚未看到二能級系統(tǒng)實例。紅寶石激光器激光工作物質(zhì)屬于三能級系統(tǒng)，釹玻璃激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器及氦氖激光器、二氧化碳激光器等大多數(shù)氣體激光工作物質(zhì)都屬于四能級系統(tǒng)。8〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕亮度高。9、激光工質(zhì)材料按材料性質(zhì)可分為固體、氣體、液體和半導(dǎo)體四種。10、固體激光工作物質(zhì)主要用于固體激光器中，它應(yīng)具備的根本條件是：材料應(yīng)具有適宜的光譜特性；激發(fā)態(tài)吸取要?。粦?yīng)具有良好的光學(xué)均勻性和穩(wěn)定性；應(yīng)具有良好的物化性能。寬約幾厘米-1。因此，晶體激光器振蕩閾值較低，易于連續(xù)運轉(zhuǎn)。在非晶體基質(zhì)中，離子處于長約幾十到幾百厘米-1。因此，非晶體激光器的光泵利用率高，儲能較大，且易制備大尺寸元件，所產(chǎn)生功率較大。固體激光工質(zhì)材料的主要缺點是器件不能作的太大，連續(xù)工作有肯定難度。12、氣體激光器是目前品種最多、應(yīng)用很廣泛的一類激光器，單色性和相干性都比較好，能長時器體積大的多。13、液體激光器最重要的特點是激光輻射的頻率可以在比較寬的波長范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。導(dǎo)體激光器的優(yōu)點是體積小、重量輕、壽命長、構(gòu)造簡潔，最大缺點是激光性能受溫度影響大。15、激光調(diào)QQQ值，從而獲得單個的巨脈沖，能使一般脈沖激光器產(chǎn)生瞬時的頂峰值。實現(xiàn)這種技術(shù)的材料叫調(diào)Q材料。激光QQQQQ四種。非線性光學(xué)材料1、非線性光學(xué)材料是指對于激光強電場顯示二次以上非線性物理響應(yīng)的材料。非線性效應(yīng)起源于介質(zhì)的極化。2光信號處理，如進展掌握、開關(guān)、偏轉(zhuǎn)、放大、計算、存儲等。3、二階非線性光學(xué)材料是一類具有大的二階非線性極化率，能產(chǎn)生強的二階非線性光學(xué)效應(yīng)的晶體材料、半導(dǎo)體晶體材料和有機晶體材料三種。4、三階非線性材料在強激光作用下產(chǎn)生三階非線性極化響應(yīng)，具有強的光波間非線性耦合的材分子或基團的三階非線性極化材料才能免除二階非線性的干擾，呈現(xiàn)強的純?nèi)A效應(yīng)。5、有機和聚合物作為非線性光學(xué)材料具有很多無機材料所無法比較的優(yōu)點：①有機化合物的非于非定域的π料尤其是聚合物具有優(yōu)異的可加工性，易于成材，而且可以晶體、薄膜、塊材、纖維等多種形式來利用等等。光調(diào)制用材料1、在通信技術(shù)中，“調(diào)制”是指承受某種方法把需要傳遞的信息〔語言、文字、圖像等〕加到信轉(zhuǎn)變的參量不同可分為振幅調(diào)制、頻率調(diào)制、位相調(diào)制和脈沖調(diào)制。2、實現(xiàn)激光束的快速掌握的方法有機械法和光學(xué)法兩種，后者的調(diào)制速度優(yōu)于前者。3、用光學(xué)方法掌握激光束是利用光通過某些光學(xué)介質(zhì)，這些光學(xué)介質(zhì)在外場〔電、聲、磁〕的作用下，其光學(xué)性質(zhì)〔如折射率〕將發(fā)生顯著變化，從而使通過介質(zhì)的激光束的某些特性〔如光波相位〕隨之變化。4、使激光束實現(xiàn)調(diào)制的光學(xué)介質(zhì)稱之為〔激〕光調(diào)制用材料，依據(jù)掌握光束的不同作用機理，光調(diào)制用材料又可分為電光材料、磁光材料和聲光材料三種。5、在外加電場作用下，介質(zhì)折射率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為電光效應(yīng)，具有電光效應(yīng)的介質(zhì)稱為電光材料。6、一級電光效應(yīng)也稱泡克耳斯效應(yīng)，二級電光效應(yīng)也稱克爾效應(yīng)。7、使光由完全不透到透過最大，需產(chǎn)生半個波長的相位延遲，是晶體材料產(chǎn)生半個波長相位延遲所加的電壓叫半波電壓，電光系數(shù)和半波電壓是電光材料兩個重要的特征參數(shù)。8、磁光材料是指在磁場作用下，入射光經(jīng)過材料時會發(fā)生某些性質(zhì)〔如旋光性、折射性、偏振性等〕的變化的材料。9、光與磁場中的物質(zhì)或光與具有自發(fā)磁化特性的物質(zhì)之間相互作用所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象統(tǒng)稱為磁光效應(yīng)，包括法拉第效應(yīng)、科頓-木頓效應(yīng)、克爾效應(yīng)、光磁效應(yīng)等。10、在強磁場作用下，很多非旋光性的物質(zhì)會顯示出旋光性，這種現(xiàn)象稱為法拉第效應(yīng)，也稱磁致旋光效應(yīng)。11、在強磁場作用下，一些各向同性的透亮磁介質(zhì)呈現(xiàn)出雙折射性，這一現(xiàn)象稱為科頓-木頓效應(yīng)，又稱磁致雙折射效應(yīng)。12轉(zhuǎn)的效應(yīng)稱為克爾效應(yīng)。13、當(dāng)聲波在介質(zhì)中通過時，由于光彈效應(yīng)，介質(zhì)的密度隨聲波振幅的強弱而產(chǎn)生響應(yīng)的周期性〔光柵內(nèi)即產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，這種聲致光衍射現(xiàn)象稱聲光效應(yīng)。具有聲光效應(yīng)的材料叫聲光材料。14、依據(jù)超聲波頻率的凹凸和聲光作用長度的不同，聲光作用可以分為布拉格衍射和拉曼-奈斯衍射。15、常用的聲光材料有晶體、玻璃和液體三類。紅外材料1、紅外線的輻射起源于分子的振動和轉(zhuǎn)動，而分子振動和轉(zhuǎn)動起源于溫度。所以在0K以上的溫度下，一切物體均可輻射紅外線，故紅外線是一種熱輻射，有時也叫熱紅外。20K以上均可輻射紅外線，但工程上，紅外輻射材料只指能吸取熱物體輻射而放射大量紅外線的材料。紅外輻射材料可分為熱型、“發(fā)光”型和熱-“發(fā)光”混合型三類。紅外加熱技術(shù)主要承受熱型紅外輻射材料。3、紅外輻射材料的輻射特性打算于材料的溫度和放射率。4、當(dāng)紅外輻射輻射到任何一種材料的外表時，一局部能量被吸取，一局部能量被反射，還有一局部能量被透過。5、材料發(fā)出輻射是因其組成原子、分子或離子體系在不同能量狀態(tài)間躍遷產(chǎn)生的，一般說這種發(fā)出的輻射，在短波段主要與其電子的躍遷有關(guān)，在長波段則與其晶格振動特性有關(guān)。紅外加熱射率產(chǎn)生影響。6、透紅外材料是指對紅外線透過率高的材料。隱身材料1、從廣義上看，但凡能使軍事目標(biāo)的各種可探測的目標(biāo)特征削減或致盲的技術(shù)均可稱為隱身技術(shù)，隱身技術(shù)可分為兩大類：主動隱身技術(shù)和被動隱身技術(shù)。被動隱身技術(shù)是指在武器系統(tǒng)的設(shè)計和使用過程中，降低其作為目標(biāo)特征的技術(shù)。從狹義上看，隱身技術(shù)僅指被動隱身技術(shù)。2、按目標(biāo)特征，隱身技術(shù)又可分為可見光隱