1. 1、本文档共32页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
一 固体能带理论 固体能带理论是在分子轨道理论的基础上发展起来的。 该理论把金属晶体中所有的原子看成一个大分子。 各原子的原子轨道相互作用,形成一系列分子轨道,其数目与原子轨道数目相同。 绝缘体中的价电子都处于满带,满带与相邻带之间存在禁带,能量间隔大(Eg≥5ev),故不能导电,如金刚石。 半导体的价电子也处于满带(如Si、Ge),其与相邻的空带间距小,能量相差也小(Eg 3ev)。 低温时是电子的绝缘体,高温时电子能激发跃过禁带而导电,所以其导电性随温度的升高而升高。 金属却因升高温度,导电性下降。 本征半导体是由晶体结构本身特性造成的,如Si(禁带1.1eV)及Ge(禁带0.7eV )。 本征半导体还可由不同种类原子形成. 如GaAs、InSb、GaP、ZnO、CdS、ZnSe等,以及PbS、PbSe等。 热激发(满带?导带)产生的价电子和空穴载流子迁移而导电。 掺杂半导体是在禁带范围内形成有限的局部能级,如在小河中加几个石墩,方便电子的通行。 局部能级与价带间只有0.01~0.1eV。 本征半导体中掺少量富电子杂质,称为n型半导体。如,硅中掺磷、砷。 本征半导体中掺少量缺电子杂质,称为p型半导体。如,硅中掺硼、铟。 二 晶体缺陷 两大类缺陷: 点缺陷 线缺陷 面缺陷 本征晶体和掺杂晶体。 点缺陷 螺型位错 金属的塑性变形主要由位错运动引起。 阻碍位错运动是强化金属的主要途径。 亚晶界 晶粒的尺寸很小,位向差也很小的晶粒之间的交界面。 亚晶界也可看作位错壁。 晶体缺陷使得晶体在光、电、磁、声、热学上出现新的特性。 单晶硅、锗都是优良半导体材料,而人为地在硅、锗中掺入微量砷、镓形成的有控制的晶体缺陷,便成为晶体管材料,是集成电路的基础。 杂质缺陷还可使离子型晶体具有绚丽的色彩。如 α-Al2O3中掺入CrO3呈现鲜艳的红色,常称“红宝石”,可用于激光器中作晶体材料。 离子晶体的缺陷有时可使绝缘性发生变化,如在AgI中掺杂+1价阳离子后,室温下就有了较强的导电性,称为“固体电解质” ,能在高温下工作,可用于制造燃料电池、离子选择电极等。 三 陶瓷材料 传统陶瓷材料主要指硅酸盐陶瓷,是以天然硅酸盐矿物为原料,经配料、成型、烧制等工艺制得。 新的陶瓷材料在原料中加入了氧化物及人工合成原料,成为具有特殊性能的功能陶瓷和结构陶瓷材料——特种陶瓷。 结构陶瓷 氮化硅Si3N4(优良的高温力学性能) 氧化铝(耐磨零件、高温部件等), 碳化硅陶瓷(在航空航天、原子能、化工等领域有广泛应用)。 氧化锆陶瓷可用于高温绝缘材料、耐火材料,熔点为2715 ℃。 导电陶瓷 掺入某些金属氧化物或盐,可得到改性玻璃; 将玻璃拉丝(d=5μm)——玻璃纤维,其力学性能大大改变,变得柔软而富有弹性,拉伸度比尼龙纤维还高,是制造复合材料的重要原料。 玻璃的透明度好,表明光滑,耐酸蚀。 金属材料:良好的导电、导热性、良好力学性能、优良工艺性能、特殊的物理和化学性能;因而在工程界应用最广; 高分子材料:密度低、易于成形、化学惰性。 无机非金属材料:高硬度、良好耐压性、耐热性、高化学稳定性。 四 复合材料 当单一的金属、非金属或高分子材料不能满足科技飞速发展时,产生的复合材料技术。 复合材料即将不同性能的材料复合在一起,从而获得单一材料不具备的优越性能。 * * 一个气态Li2的分子轨道是由2个Li原子轨道(1s22s1)组合而成的。6个电子在分子轨道中的分布如7-27(a)所示。 现有n个原子聚积成金属晶体,形成n条分子轨道,其中n/2条的分子轨道有电子占据,另外n/2条是空的。如图7-27(b)所示。 由于金属晶体中原子数目n极大,所以这些分子轨道之间的能级间隔极小,几乎连成一片,形成能带幻灯片 3。 由已充满电子的原子轨道所形成的低能量能带称为满带。 由未充满电子的能级所组成的高能量能带称为导带。 满带与导带之间的能量相差很大,电子不易逾越,故又称为禁带。 金属导电的两种情况: 金属导体的价电子能带是半满的(如Li、Na),能导电。 或者价电子能带虽全满(如Mg),但可与能量间隔不大的空带发生部分重叠。 当外电场存在时,价电子可跃迁到相邻的空轨道,因而能导电。 电导率划分: 电导率10 S·m-1者为导体; 电导率10-11 S·m-1者为绝缘体; 介于10-11~ 10 S·m-1间者为半导体。 多数离子晶体(固态NaCl、CaO)和分子晶体(CO

文档评论(0)

mei1809816wei + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档