電子材料復(fù)習(xí)提綱20150524(2)

1、2014-2015-2電子材料復(fù)習(xí)提綱1. 平衡載流子/非平衡載流子平衡載流子：在特定溫度下，由熱激發(fā)形成的載流子的產(chǎn)生和復(fù)合兩個(gè)過(guò)程建立起動(dòng)態(tài)平衡，這種情況下的載流子稱(chēng)為平衡載流子；非平衡載流子：當(dāng)半導(dǎo)體吸收光子后，導(dǎo)致導(dǎo)帶中的電子數(shù)和價(jià)帶中的空穴數(shù)增加，這部分載流子稱(chēng)為非平衡載流子。2. 輻射性復(fù)合/非輻射性復(fù)合輻射性復(fù)合：導(dǎo)帶中的電子和價(jià)帶中的空穴復(fù)合時(shí)以光子的形式釋放能量；非輻射性復(fù)合：導(dǎo)帶中的電子和價(jià)帶中的空穴復(fù)合時(shí)以聲子的形式釋放能量；3. 功能電子材料/結(jié)構(gòu)電子材料功能電子材料：除強(qiáng)度性能外，還有其他特殊功能，或能實(shí)現(xiàn)光，電，磁，熱，力等不同形式的交互作用和轉(zhuǎn)換的非結(jié)構(gòu)材料；結(jié)構(gòu)

2、電子材料：能承受一定壓力和重力，并能保持尺寸和大部分力學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的一類(lèi)材料；4. 玻璃鍵合/氧化物鍵合玻璃鍵合：把厚膜導(dǎo)電材料中配以一定的玻璃，通過(guò)離子的相互滲透作用使它與基片表面形成健合，這種鍵合類(lèi)型成為玻璃鍵合；氧化物鍵合：在厚膜漿料的配料中加入金屬氧化物，通過(guò)金屬氧化物與基片表面形成的鍵合；5. 負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏材料/正溫度系數(shù)（PTC）熱敏材料/臨界溫度電阻熱敏材料負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏材料：電阻率隨溫度升高而下降的材料稱(chēng)為負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏材料；正溫度系數(shù)（PTC）熱敏材料：電阻率隨溫度升高而升高的材料稱(chēng)為正溫度系數(shù)（PTC）熱敏材料/臨界溫度電阻熱敏材料；臨界溫度電

3、阻熱敏材料：具有突變電阻溫度特性曲線的材料；6. 跳躍電導(dǎo)跳躍電導(dǎo)：電子傳導(dǎo)時(shí)，傳導(dǎo)的電子不進(jìn)入導(dǎo)帶，而是在禁帶內(nèi)的一些能級(jí)間跳躍，這種電導(dǎo)稱(chēng)為跳躍電導(dǎo)；7. 極化子（導(dǎo)電模式）極化子（導(dǎo)電模式）：是指載流子在離子晶體中慢速運(yùn)動(dòng)時(shí)，載流子與離子之間相互作用而產(chǎn)生極化，并使載流子處于半束縛狀態(tài)，這種極化狀態(tài)極化子，相對(duì)應(yīng)的電導(dǎo)稱(chēng)極化子導(dǎo)電機(jī)理；8. 磁敏傳感器SQUID：是指超導(dǎo)量子干涉器；9. 壓敏電壓：是指在厚度為1mm樣品上通過(guò)1mA電流所產(chǎn)生的電壓降，稱(chēng)為壓敏電壓；10. 能寫(xiě)出非化學(xué)計(jì)量化合物的缺陷方程式，并判斷載流子類(lèi)型不等價(jià)取代、氣氛的影響，缺陷反應(yīng)方程式的寫(xiě)法11. NTC半導(dǎo)陶

4、瓷晶體結(jié)構(gòu)反尖晶石和半反尖晶石結(jié)構(gòu)；12. 氣敏半導(dǎo)體材料的晶界勢(shì)壘模型（p404）13. ZnO壓敏陶瓷的能帶結(jié)構(gòu)示意圖（p415）14. BaTiO3半導(dǎo)陶瓷PTC效應(yīng)的海望焦克模型的基本觀點(diǎn)在多晶BaTiO3半導(dǎo)陶瓷的晶粒邊界存在一個(gè)由受主表面態(tài)引起的勢(shì)壘層；該勢(shì)壘高度與相對(duì)介電常數(shù)成反比；鐵電補(bǔ)償是決定效應(yīng)的重要因素；在<時(shí)，由于電疇存在，極化電荷在垂直晶界方向產(chǎn)生電子通道，補(bǔ)償大約左右的表面電荷，材料呈低電阻；但在>時(shí)鐵電相變順電相，極化電荷消失，材料呈高阻態(tài)15. 金屬導(dǎo)熱的主要機(jī)制；電介質(zhì)材料的熱傳導(dǎo)機(jī)理16. 影響固溶度的因素:1.晶體結(jié)構(gòu)；2.離子半徑；3.電價(jià)；

5、4.電負(fù)性。17. 晶體中常見(jiàn)的點(diǎn)缺陷和常見(jiàn)的電子缺陷空位，間隙原子，取代；不等價(jià)取代，正負(fù)離子的空位，間隙原子；18. 金屬與半導(dǎo)體的接觸形式歐姆接觸，肖特基接觸；19. 常見(jiàn)的薄膜導(dǎo)體材料（p73-77）20. 常見(jiàn)的線繞電阻材料（p78）21. 常見(jiàn)的薄膜電阻材料金屬氧化物膜，金屬及合金膜，金屬陶瓷膜；22. 常見(jiàn)的厚膜電阻材料釕系厚膜電阻材料，鈀銀厚膜電阻；23. 厚膜電阻漿料的主要組成部分導(dǎo)電相，粘結(jié)相，有機(jī)載體；24. 表征超導(dǎo)材料性能的基本參量臨界溫度，臨界磁場(chǎng)強(qiáng)度，臨界電流密度；25. 半導(dǎo)體材料的類(lèi)型本征半導(dǎo)體，雜質(zhì)半導(dǎo)體（n型，p型）；元素半導(dǎo)體，化合物半導(dǎo)體；晶態(tài)半導(dǎo)體，

6、非晶態(tài)半導(dǎo)體；26. 在熱平衡時(shí)，影響半導(dǎo)體載流子濃度積的因素禁帶寬度，有效質(zhì)量，溫度；27. 在光照下，半導(dǎo)體中電子的吸收類(lèi)型本征吸收，激子吸收，自由載流子吸收，雜質(zhì)吸收，晶格振動(dòng)吸收；28. II-VI族化合物半導(dǎo)體中起到p型和n型雜質(zhì)作用的缺陷Vx和Mi起到n型雜質(zhì)的作用；Vm和Xi起到p型雜質(zhì)的作用；29. 常見(jiàn)的壓敏材料ZnO,SiC,BaTiO3,SrTiO330. 常見(jiàn)的濕度敏感材料MCT，TiO2，V2O5；31. 常見(jiàn)的半導(dǎo)體氣敏材料SnO2，ZnO，氧化鐵系氣敏材料，氧化鋯32. 常見(jiàn)的熱敏材料NTC：Mn-Co-Fe-Ni-Cu形成的三元或四元系統(tǒng)，PTC：BaTiO3,

7、氧化釩系列33. 固溶體的分類(lèi)及影響固溶度的因素分類(lèi)：置換型固溶體，間隙型固溶體；有限固溶體，無(wú)限固溶體；34. 離子晶體的原子價(jià)控制電導(dǎo)由于不等價(jià)離子的摻入而引起的電導(dǎo)；35. 厚膜導(dǎo)電材料的主要特征，影響其性能的因素主要特征：電阻率低，焊接性好，焊點(diǎn)有良好的機(jī)電完整性，與基片的粘附牢固等。影響因素：功能相，粘結(jié)相的優(yōu)劣，以及基片本身的化學(xué)性質(zhì)和表面處理。36. 薄膜導(dǎo)體的要求導(dǎo)電性好，附著性好，化學(xué)穩(wěn)定性高，可焊性和耐焊接性好，成本低。37. 多層薄膜導(dǎo)電材料的膜層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則通常設(shè)計(jì)成三層膜結(jié)構(gòu)，底層，中間層，頂層。底層也稱(chēng)粘附層，主要起粘附作用，使頂層導(dǎo)體膜能牢固的附著在基片上；頂層主

8、要起導(dǎo)電和焊接作用。中間層阻止兩層的相互擴(kuò)散和降低成本。38. 衡量電阻材料電性能的主要參數(shù)電阻率 電阻溫度系數(shù) 電阻 電壓特性 電阻噪聲39. 影響電阻材料電阻的因素電阻率 形狀尺寸40. 為什么實(shí)際應(yīng)用中將電阻材料做成箔、薄膜、厚膜和線狀？把電阻材料做成箔、薄膜、厚膜和線狀，因?yàn)樗谋缺砻娣e大大增加，所以引起電阻率受表面散射的部分增加，造成電阻率受溫度的比例減小，因此起到兩個(gè)作用：1.減小溫度系數(shù)，改善它的電阻溫度特性。2.調(diào)整電阻值。41. 為什么在實(shí)際應(yīng)用中，電阻材料在成分上常用合金、合成物和氧化物？合金：基于在純金屬中加入雜質(zhì)元素之后額外的雜質(zhì)散射會(huì)造成電阻率增加，也會(huì)引起電阻溫度系

9、數(shù)下降，改善它的電阻溫度特性合成物：在導(dǎo)電材料里面起到絕緣作用的絕緣材料，調(diào)整它的電阻，改善電阻溫度特性。氧化物：具有半導(dǎo)體特性，半導(dǎo)體特性具有負(fù)的電阻溫度系數(shù)，可補(bǔ)償金屬正溫度電阻溫度系數(shù)42. 金屬和金屬氧化物電阻材料的導(dǎo)電機(jī)理金屬含有大量的自由電子，當(dāng)自由電子傳輸過(guò)程中受到來(lái)自破壞晶格完整性的因素所導(dǎo)致的非相干散射時(shí)產(chǎn)生電阻。金屬氧化物的導(dǎo)電機(jī)理就是半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理，滿(mǎn)價(jià)帶的電子受溫度激發(fā)變成載流子參與導(dǎo)電。溫度升高，載流子數(shù)目增加，電導(dǎo)率增加。 43. 金屬和金屬氧化物的電阻率與溫度的關(guān)系先說(shuō)導(dǎo)電機(jī)理金屬：隨著溫度升高，晶格熱振動(dòng)加劇，離子振幅加大，電阻率升高金屬氧化物：隨著溫度升高，

10、價(jià)帶的電子受熱激發(fā)的幾率增加，所以載流子的數(shù)目在增加，電阻率降低。44. 將蒸發(fā)和濺射的金屬和合金薄膜電阻材料在真空或大氣中進(jìn)行熱處理的目的與原因真空中進(jìn)行熱處理的目的：降低電阻，電阻溫度系數(shù)增大。造成這個(gè)目的的原因是由于這些薄膜電阻在真空中進(jìn)行熱處理，晶格的缺陷會(huì)減少，晶粒尺寸會(huì)增長(zhǎng)在大氣中進(jìn)行熱處理，由于金屬和合金膜會(huì)發(fā)生表面氧化，氧化后會(huì)使得電阻增大，電阻溫度系數(shù)會(huì)降低。45. 厚膜電阻材料燒結(jié)分階段進(jìn)行的原因厚膜電阻漿料中含有導(dǎo)電相，粘結(jié)相和有機(jī)載體，分階段燒結(jié)是為了分步排除有機(jī)相和形成與基體牢固粘附的致密膜層結(jié)構(gòu)。1.預(yù)燒階段，有機(jī)載體揮發(fā)分解和燃燒 2.玻璃軟化前階段，發(fā)生氧化還原

11、反應(yīng) 3.燒成階段，玻璃軟化并熔融，浸潤(rùn)覆蓋導(dǎo)電顆粒，促進(jìn)顆粒相互接觸，形成致密的厚膜與基體粘附。4.冷卻階段，起到退火作用。46. 厚膜電阻材料制備工藝中，燒結(jié)的作用厚膜電阻漿料中含有導(dǎo)電相，粘結(jié)相和有機(jī)載體，燒結(jié)是為了分步排除有機(jī)載體，導(dǎo)電顆粒相互連接形成致密的膜，并通過(guò)粘結(jié)劑與基體牢固粘附。47. 超導(dǎo)的定義當(dāng)溫度低于臨界溫度時(shí) 材料的電阻突然消失的現(xiàn)象48. 超導(dǎo)的理論基礎(chǔ)BCS理論：在低溫下形成了不受單個(gè)電子散射的cooper電子對(duì)，預(yù)言在金屬和金屬間化合物中不存在臨界溫度高于30k的超導(dǎo)材料49. 超導(dǎo)發(fā)展歷程從ppt自己找50. 超導(dǎo)的基本性質(zhì)0電阻 完全的抗磁性 磁通量子化51

12、. 判斷超導(dǎo)體的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是1. 0電阻 2. 完全抗磁性52. 如何比較超導(dǎo)體與理想導(dǎo)體自己書(shū)上找14214353. 按臨界溫度將超導(dǎo)體分為哪兩類(lèi)低溫超導(dǎo)體 高溫超導(dǎo)體54. 按抗磁性又可將超導(dǎo)體分為哪兩類(lèi)第一類(lèi)超導(dǎo)體 第二類(lèi)超導(dǎo)體55. Ge的能帶結(jié)構(gòu)及主要特征（194自己去寫(xiě) ）56. Si的能帶結(jié)構(gòu)及主要特征（194）57. GaAs的能帶結(jié)構(gòu)及主要特征（202-203）58. III-V族化合物半導(dǎo)體的極性對(duì)材料物理化學(xué)性質(zhì)的影響（201）1.解理性 2.生長(zhǎng)和腐蝕59. 固體激光的發(fā)光原理受激輻射粒子數(shù)反轉(zhuǎn)60. 透明導(dǎo)電薄膜的用途及基本要求（301 ）61. 透明導(dǎo)電薄膜的種類(lèi)與典

13、型材料（302303）62. 對(duì)發(fā)光材料發(fā)光波長(zhǎng)起決定作用的因素電子的能級(jí)結(jié)構(gòu)63. 光纖制備（參考ppt）64. 光纖工作基本原理：全發(fā)射65. 光纖的結(jié)構(gòu)組成（參考ppt）66. 結(jié)合所學(xué)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，試說(shuō)明尖晶石結(jié)構(gòu)電子材料的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系（沒(méi)標(biāo)準(zhǔn)答案）67. 結(jié)合所學(xué)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，試說(shuō)明ZnO材料的結(jié)構(gòu)-性能特征及其相互關(guān)系（沒(méi)標(biāo)準(zhǔn)答案）68. 結(jié)合所學(xué)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，試說(shuō)明鈣鈦礦氧化物電子材料的功能特征與結(jié)構(gòu)的關(guān)系（沒(méi)標(biāo)準(zhǔn)答案）69. 半導(dǎo)體氣敏材料的感應(yīng)機(jī)理（404）70. ZnO壓敏材料的工作機(jī)理（415）71. 薄膜電阻的常用制備方法及優(yōu)缺點(diǎn)72. 常用的軟磁鐵氧體材料有哪些？73. 尖晶石鐵氧體中金屬離子的分布通式？正尖晶石、反尖晶石和混合尖晶石（半尖晶石）？