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电子材料总结范文 电子材料物理总结专业物理学学号sxx1021姓名张晓静 一、典型的晶体结构1.基本概念1.1配位数和密堆度晶体中原子排列的紧密程度是反映晶体结构特征的一个重要因素，定量地表示原子排列的紧密程度。 密堆度(APF)是晶胞中原子所占的体积分数APFnv/V1.2晶胞中原子数:体心立方2面心立方4密排六方6，最紧密排列是面心立方和密排六方。 1.3晶体的固溶现象定义、分类固溶体和间隙固溶体；连续型(无限型)固溶体和有限型固溶体。 1.4其它几种材料结构非晶体定义短程有序，长程无序。 准晶是介于具有长程序的晶态与只有短程序的非晶态之间的一种新的物质态。 液晶同时具有晶体与液体性质的一种物质。 二、电子材料物理2.12.2晶体的宏观性质周期性、宏观对称性、各向异性、固定的熔点2.3晶格晶体中原子（或离子）排列的具体形式。 简单晶格必须由同种原子组成；反之，由同种原子组成的晶格却不一定是简单晶格。 布拉伐格子一种数学上的抽象，是点在空间中周期性的规则排列。 格点空间点阵中周期排列的几何点。 所有点在化学、物理和几何环境上完全相同基元每一个格点所代表的物理实体实际晶格=布拉伐格子+基元原胞空间点阵最小的重复单元，每个空间点阵原胞中只含有一个格点，对于同一空间点阵，原胞有多种不同的取法，但原胞的体积均相等晶格原胞空间点阵原胞基元、晶胞除了周期性外，每种晶体还有自己特殊的对称性。 为了同时反映晶格的对称性，往往会取最小重复单元的一倍或几倍的晶格单位作为原胞。 结晶学中常用这种方法选取原胞，故称为结晶学原胞，简称晶胞2.4晶体性质的各向异性，表明晶体结构具有方向性晶列相互平行的直线系晶列的特点 （1）一族平行晶列把所有格点包括无遗。 （2）在一平面中，同族的相邻晶列之间的距离相等。 （3）通过一格点可以有无限多个晶列，其中每一晶列都有一族平行的晶列与之对应。 （4）有无限多族平行晶列。 晶面晶体内三个非共线结点组成的平面，通常用密勒指数来标记不同的晶面面间距同族晶面中，相邻两晶面的距离2.5倒格子不是物理上的格子，只是一种数学处理方法，它在分析与晶体周期性有关的各种问题中起着重要作用。 倒易空间的格矢量bhbhbhkh332211? 三、材料的介电性能1.几个基本概念极化:介质内质点（原子、分子、离子）正负电荷重心的分离，从而转变成偶极子的过程极化率:单位电场强度下，质点电偶极矩的大小称为质点的极化率电介质指在电场作用下，能建立极化的一切物质。 极化强度P介质单位体积内的电偶极矩总和P为介质的极化强度感应电荷当在一个真空平行板电容器的电极板间嵌入一块电介质时，如果在电极之间施加外电场，则可发现在介质表面上感应出了电荷，即正极板附近的介质表面上感应出了负电荷，负极板附近的介质表面上感应出正电荷，这种表面电荷称为感应电荷，也称束缚电荷。 电介质的极化电介质在电场作用下产生感应电荷的现象，称为电介质的极化介质极化类型电子极化、离子极化、偶极子转向极化、空间电荷极化和自发极化等。 极化基本形式位移式极化、松弛极化电子位移极化在外电场作用下，原子外围的电子云相对于原子核发生位移形成的极化叫电子位移极化。 测量电子极化一般在光频(紫光)下进行，此时，其它极化机构(分子、离子极化)由于惯性跟不上电场的变化，因而此时的介电常数几乎完全电子极化率的贡献。 离子位移极化电介质中的正负离子在电场作用下发生可逆的弹性位移。 正离子沿电场方向移动，负离子沿反电场方向移动。 由此形成的极化称为离子位移极化。 转向极化主要发生在极性分子介质中。 具有恒定偶极矩的分子称为极性分子。 2.电介质的损耗电介质在单位时间内消耗的能量称为电介质损耗功率，简称电介质损耗。 或电场作用下的能量损耗，由电能转变为其它形式的能，如热能、光能等，统称为介质损耗。 它是导致电介质发生热击穿的根源。 3、介质的击穿:当电场强度超过某一临界值时，介质由介电状态变为导电状态。 这种现象称介电强度的破坏，或叫介质的击穿。 击穿电场强度:介质的击穿时，相应的临界电场强度称为介电强度，或称为击穿电场强度。 击穿类型:热击穿，电击穿，局部放电击穿固体电介质的热击穿电介质在电场作用下，由于漏导电流、损耗或气隙局部放电产生热量，逐渐升温，积热增多，达到一定温度，即行开裂、玻化或熔化，导致绝缘材料性能破坏的现象热击穿的本质是处于电场中的介质，由于其中的介质损耗而受热，当外加电压足够高时，可能从散热与发热的热平衡状态转入不平衡状态，若发出的热量比散去的多，介质温度将愈来愈高，直至出现永久性损坏，这就是热击穿。 4、铁电性线性介质有外电场时，介质的极化强度与宏观电场E成正比，这类介质又叫线性介质。 非线性介质极化强度和外施电压的关系是非线性的介质，叫非线性介质。 产生铁电性的原因自发极化自发极化自发极化的极化状态并非由外电场所造成，而是由晶体的内部结构特点造成的，晶体中每一个晶胞里存在固有电耦极矩，这类晶体通常称为极性晶体。 自发极化强度铁电晶体晶胞中的电偶极矩是电介质在转变为铁电体时自发出现的，虽有若干种可能取向，但其数值为一定。 这个数值除以晶胞的体积所得到的商称为自发极化强度铁电体铁电体是在一定温度范围内含有能自发极化，并且发极化方向可随外电场作可逆转动的晶体铁电畴一个自然形成铁电单晶或铁电陶瓷晶粒中出现的许多微小区域；每个区域中所有晶胞的电矩取向相同；而相邻区域的电矩取向不同。 这样的区域称为电畴。 畴壁两畴之间的界壁称为畴壁多晶体中每个小晶粒可包含多个电畴。 由于晶体本身取向无规则，所以各电畴分布是混乱的，因而对外不显示极性。 电畴“转向铁电畴在外电场作用下，总是要趋向于与外电场方向一致。 180畴转向比较充分，同时由于“转向”时结构畸变小，内应力小，因而这种转向比较稳定。 90畴转向是不充分（例如BaTiO3陶瓷，90畴只有13转向），转向时引起较大内应力，所以这种转向不稳定。 当外加电场撤去后，则有小部分电畴偏离极化方向，恢复原位，大部分电畴则停留在新转向的极化方向上，这叫剩余极化。 电滞回线判定铁电体的依据是电滞回线。 电滞回线由介电实验得出。 根据前述分析，它是材料内部电畴运动的宏观表现。 铁电材料在外加交变电场作用下都能形成电滞回线，然而不同材料和不同工艺条件对电滞回线的形状都有很大的影响，因而应用也各不相同，所以掌握电滞回线及其影响因素，对研究铁电材料的特性是十分重要的。 铁电体的应用1.由于它有剩余极化强度，因而铁电体可用来作信息存储、图象显示 2、由于铁电体的极化随E而改变。 因而晶体的折射率也将随E改变铁电体的一般介电特性 （1）具有很高的介电常数（如BaTiO3一类的钙铁矿型铁电体）。 （2）居里点附近，介电常数增加很快为了提高室温下材料的介电常数，可添加其它钙钛矿型铁电体，形成固溶体。 在实际制造中需要解决调整居里点和居里点处介电常数的峰值问题，这就是所谓“移峰效应”和“压峰效应”。 移峰效应在铁电体中引入某种添加物生成固溶体，改变原来的晶胞参数和离子间的相互联系，使居里点向低温或高温方向移动。 移峰的目的使在工作情况下(室温附近)，材料的介电常数和温度关系尽可能平缓，即要求居里点远离室温温度，如加入PbTiO3可使BaTiO3居里点升高。 压峰效应目的降低居里点处的介电常数的蜂值，即降低-T非线性，也使工作状态相应于-T平缓区。 非线性；铁电体的非线性是指介电常数随外加电场强度非线性地变化。 压电性是某些晶体材料按所施加的机械应力成比例地产生电荷的能力。 在各向同性的物体里，原则上不存在压电性。 正压电效应的本质是因为机械作用(应力与应变)引起了晶体介质的极化，从而导致介质两端表面内出现符号相反的束缚电荷