3.3 材料的电导-a.ppt

第三章材料的电学材料的电导第三章材料的电学?任何一种物质, 只要存在带电荷的自由粒子——载流子,就可以在电场下产生导电电流。?金属中: 自由电子?无机材料中: ?电子(负电子/空穴) ——电子型电导?离子(正、负离子/空位) ——离子型电导载流子载流子第三章材料的电学?从哪些方面去研究材料的电导? ?? i iiiqn??载流子浓度载流子电荷量载流子的迁移率第三章材料的电学电子型电导第三章材料的电学实验现象: 置于磁场中的静止载流导体, 当它的电流方向与磁场方向不一致时,载流导体上平行于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势差,这种现象称霍尔效应。霍尔系数(又称霍尔常数) R H在磁场不太强时,霍尔电势差与激励电流和磁感应强度的乘积成正比,与霍尔片的厚度成反比,即?式中的 R H称为霍尔系数,它表示霍尔效应的强弱。一、霍尔效应一、霍尔效应 zxH yBJRE???霍尔效应是电导的特征第三章材料的电学霍尔系数的表达式对于半导体材料: ?n型: ?p型: 空穴浓度电子浓度?????? ii H ii Hnqn R nqn R, 1 , 1 0 qE y?? zxB qv z xzxyB pq JBvE?? zxH yBJRE???第三章材料的电学霍尔效应的起源: 源于磁场中运动电荷所产生的洛仑兹力,导致载流子在磁场中产生洛仑兹偏转。该力所作用的方向即与电荷运动的方向垂直,也与磁场方向垂直。 J xE yH z 第三章材料的电学思考:为什么离子电导材料没有霍尔效应分析: 霍尔效应的产生是由于电子在磁场作用下,产生横向移动的结果,离子的质量比电子大得多,磁场作用力不足以使它产生横向位移,因而纯离子电导不呈现霍尔效应。利用霍尔效应可检验材料是否存在电子电导。第三章材料的电学实际半导体晶格偏离理想情况杂质缺陷原子在平衡位置附近振动二、半导体中的杂质和缺陷第三章材料的电学杂质和缺陷原子的周期性势场受到破坏在禁带中引入能级决定半导体的物理和化学性质