材料物理-electrical property.pdf

第四章 材料的导电性 1. 导电性基本概念和宏观参数 2. 导电机理分析 3. 电子导电 4. 离子导电 5. 半导体 6. 材料导电性的测量 主要参考资料： 《材料物理性能》 田莳， 北京航空航天大学出版社，2004 《材料物理性能》 谭家隆，大连理工大学出版社，2013 1 1.导电性基本概念和宏观参数 基本概念 • 物体传导电流的能力叫做导电性； • 固体的导电是指固体中的电子或离子在电场作用 下的远程迁移，通常以一种类型的电荷载体为主； • 电子导体，以电子载流子为主体的导电； • 离子导体，以离子载流子为主体的导电； • 混合导体，其载流子电子和离子兼而有之。 2 1.导电性基本概念和宏观参数 宏观参数 1. 电导率与电阻率 导电：在材料两端施加电压V时，材料中有电流I通过，这 种现象称为“导电”。 欧姆定律： V I （均匀导体） R L R  S 3 1.导电性基本概念和宏观参数 J ：电流密度 A/cm2 假设电流均匀： I SJ S：横截面积 cm2 E ：电场强度 V/cm 假设电场强度均匀： V LE L：长度 cm LE SJ  R L L 1 r: 电阻率 R  J E E E S RS  s: 电导率 4 1.导电性基本概念和宏观参数 电阻R不仅与材料本性有关，而且与导体的几何形状 有关，电阻率 只与材料本性有关，与导体的几何形 状无关。 根据导电性能的好坏，材料分为： -2 导体： 10 Ω·m 10 绝缘体：10 Ω·m 半导体： 10 -2  1010 Ω·m 材料的导电能力决定于其