納米材料的電學(xué)特性課件

納米材料的電學(xué)特性材料的電學(xué)性能導(dǎo)電電荷載流子：電子和陰離子，陽離子，以及電子空穴。介電絕緣體（電介質(zhì)），在外電場作用下內(nèi)部電場不為零，正負(fù)電荷分布的中心分離，產(chǎn)生電偶極矩，即發(fā)生電極化。離子導(dǎo)電離子導(dǎo)電材料：固體電介質(zhì)。陽離子導(dǎo)體：銀離子、銅離子、鈉離子、鋰離子、氫離子等；陰離子導(dǎo)體：氟離子、氧離子。

以Ag+為例，（2）的物理圖象為：低溫時(shí)，晶格由陰陽離子共同組成；當(dāng)溫度升上到相變溫度時(shí)，所構(gòu)成的陽離子亞晶格發(fā)生熔化；陰離子亞晶格由于陽離子亞晶格的無序而重新排列構(gòu)成新相的骨架；陽離子在這些骨架的間隙上隨機(jī)分布，可動(dòng)陽離子在這一新相中的間隙位置間很容易運(yùn)動(dòng)。??????????????????體心立方晶格導(dǎo)電通道面心立方晶格導(dǎo)電通道晶格導(dǎo)電通道概貌固體電解質(zhì)的離子傳導(dǎo)機(jī)理六方密堆積的晶格導(dǎo)電通道納米材料對(duì)離子電導(dǎo)的影響熱缺陷的運(yùn)動(dòng)；間隙離子的電導(dǎo)率：=Asexp[-(E2+Es/2)/kBT]=Asexp[-Ws/kBT]擴(kuò)散：=D×nq2/kT影響金屬導(dǎo)電性的因素溫度應(yīng)力冷加工變形合金元素及相結(jié)構(gòu)納米材料的電學(xué)特性同一種材料，當(dāng)顆粒達(dá)到納米級(jí)時(shí)，它的電阻、電阻溫度系數(shù)都會(huì)發(fā)生變化。如銀是良導(dǎo)體，但是10-15nm大小的銀顆粒的電阻會(huì)突然升高，失去金屬的特征；對(duì)于典型的絕緣體氮化硅、二氧化硅等，當(dāng)其顆粒尺寸小到15-20nm時(shí)，電阻卻大大下降使它們具有導(dǎo)電性能。納米材料的介電限域效應(yīng)

如果量子點(diǎn)材料和基體材料的介電性質(zhì)不同,當(dāng)半導(dǎo)體材料從體相減小到可以產(chǎn)生量子尺寸效應(yīng)以后,量子點(diǎn)中的電子、空穴和激子等載流子受到由于量子點(diǎn)材料和基體材料的介電性質(zhì)不同引起量子點(diǎn)電子結(jié)構(gòu)的變化的影響,這種效應(yīng)稱為介電受限效應(yīng)。

當(dāng)納米材料與介質(zhì)的介電常數(shù)值相差較大時(shí)，便產(chǎn)生明顯的介電限域效應(yīng)，此時(shí)，帶電粒子間的庫侖作用力增強(qiáng)，結(jié)果增強(qiáng)了電子-空穴對(duì)之間的結(jié)合能和振子強(qiáng)度，減弱了產(chǎn)生量子尺寸效應(yīng)的主要因素——電子-空穴對(duì)之間的空間限域能，即此時(shí)表面效應(yīng)引起的能量變化大于空間效應(yīng)所引起的能量變化，從而使能帶間隙減小，反映在光學(xué)性質(zhì)上就是吸收光譜表現(xiàn)出明顯的紅移現(xiàn)象。納米材料的介電性使用納米材料將大大降低電容器的尺寸。并且納米電容材料的高介電性可以在電容總體尺寸縮小的情況下保持高容量。1995年，美國已經(jīng)用納米鈦酸鋇和納米鈦酸釹研制成納米陣列電容器。美國