电介质物理(2013-3)介绍.ppt

* * 二、无定形固体介质的电导 玻璃为典型的无定形固体介质，它没有固定的活化能，活化能U为平均值。 激活能大，电导率低 * * Li Na K R 2．含碱玻璃的电导: 杂质：Na2O，K2O，Li2O（典型的弱束缚离子）形成断键 引入一价金属离子的影响： 1．结构松散，使U下降，电导增加。 2．缺陷离子数增加? ，电导增加，也与R2O的浓度成正比 * * K Na 40% 60% 中和效应：当玻璃中碱金属氧化物的总浓度较高，而用另一种碱金属来部分取代（总浓度保持不变），可降低玻璃的电导率和损耗，这种效应称为“中和效应”。 压抑效应：在碱金属氧化物玻璃中，加入二价碱土金属氧化物（CaO、BaO等），由于二价碱土金属可使玻璃结构比单一含一价碱金属时的结构更紧密，并使势垒增高，从而降低玻璃的电导率和损耗。 3）降低玻璃的电导方法: * * 三、固体介质的表面电导 * * 绝缘电阻与体积、表面电阻的关系 芯片电容器不同工艺断面图 * * 注：1测量电极 2.高压电极 3.保护电极 4.被测试样 三电极系统 * * 体积电流的测量 表面电流的测量 （M—主电极； H—对电极； G—保护电极。） 体积电流和表面电流的测量 * * 1.表面吸附的水膜对表面电导的影响 2.表面清洁度对表面电导的影响 表面污染，特别是含有电解质的污染，将会引起介质表面导电水膜的电阻率下降，从而使表面电导率上升。 3.分子结构对表面电导的影响 亲水介质 疏水介质 亲水介质：浸润角?90 疏水介质：浸润角?90 强极性 对水分子的吸引力强，超过水分子之间的分子内聚力，这类介质表面所吸附的水分子容易形成连续的水膜，使表面电导增加。 非极性 对水分子的吸引力小于水分子之间的内聚力，吸附水在介质表面成为孤立的水滴，大气湿度对表面电导的影响很小 影响表面电导的因素： * * 六、固体介质的电子电导 主要为： 禁带宽度（Eg）较小的电介质和薄膜介质。 来源： 金属电极、热电子发射、场致冷发射和碰撞电离。 运动形式：能带模型（Energy Band Model）； 跳跃模型（Hopping Model）； 自由电子气模型（Free Electron Gas Model） * * 1. 能带模型 ECmax EC EV EVmin EF Eg * * * * 当Eg3ev时，本征激发的电子和空穴浓度很低，故电子电导不明显。 但介质中同样存在类似半导体的杂质，这些杂质形成浅能级。 * * 2. 跳跃模型 各分子的电子越过分子间的势垒，形成导电。 越过势垒的方式有：高电场下的隧道效应；温度引起的热激发。 a U * * 3. 自由电子气模型 在强电场下，出现场致冷发射，电子通过电极注入方式引起——电荷注入型电流。 Child Law * * 1．试分析气体介质的载流子来源？解释气体介质的j—E曲线？ 2．试分析液体介质的载流子来源？并推导液体介质中离子的平均迁移率公式。 3．什么是华尔屯定律？阐述它的用途及应用范围？ 4．电泳电导的定义？ 5．固体电介质中载流子有几种类型？并说明其对电导的影响及与温度的关系？ 6．若晶体的电阻率与温度的一组测试数据如下： lnρ 12 11 10 8 (1/T)×10－3 1.5 1.25 0.99 0.74 求激活能？ 7．指出降低玻璃电导的主要途径？ 8. 表面电导的影响因素有哪些？如何在实验上区分体积电导与表面电导 电介质物理第三章习题 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * * * 第三章 电介质的电导 本章讲解实际介质在电场作用下的有限电导过程及微观机理。 概述 气体介质的电导 液体介质的电导 固体介质的电导 * * §3-1 概述 一、载流子 离子 从能带理论可知，主要为弱联系离子、本征离子 带电的分子团-胶粒 液体介质中的水珠 电子 极少，在特殊条件下出现 二、导电机构 离子电导 由（晶格）结点上的离子产生的本征离子电导；