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若物质存在多种载流子，其总电导率为： 2.扩散与离子电导 1）离子扩散机构 第二十九页，共五十页，2022年，8月28日 离子电导是在电场作用下离子的扩散现象，如图5.13所示。离子扩散机构主要有： ①空位扩散；②间隙扩散；③亚晶格间隙扩散。 一般间隙扩散比空位扩散需更大的能量。间隙-亚 晶格扩散相对来讲晶格变形小，比较容易产生。 2）能斯特-爱因斯坦方程 经计算 （能斯特-爱因斯坦方程） 第三十页，共五十页，2022年，8月28日 ——扩散系数 ——离子绝对迁移率 由电导率公式 与上式，可以建立扩散系数 和离子迁移率 的关系： 第三十一页，共五十页，2022年，8月28日 随着温度的升高，离子电导按指数规律增加。 低温下杂质电导占主要地位。（图5.12曲线1）。这是由于杂质活化能比基本点阵离子的活化能小许多的缘故。高温下（曲线2），固有电导起主要作用。 因为热运动能量的增高，使本征电导的载流子数显著增多。这两种不同的导电机构，使曲线出现了转折点A。 四.影响离子电导率的因素 1.温度 第三十二页，共五十页，2022年，8月28日 第三十三页，共五十页，2022年，8月28日 电导率随活化能按指数规律变化，而活化能反映离子的固定程度，它与晶体结构有关。熔点高的晶体，晶体结合力大，相应活化能也高，电导率就低。 一价正离子尺寸小，电荷少，活化能小；高价正离子，价键强，所以活化能大，故迁移率较低。 除了离子的状态以外，晶体的结构状态对离子 活化能也有影响。显然，结构紧密的离子晶体，由于可供移动的间隙小，则间隙离子迁移困难，即活化能高，因而可获得较低的电导率。 2.晶体结构 第三十四页，共五十页，2022年，8月28日 离子晶体要具有离子电导的特性，必须具备以下条件： 1）电子载流子的浓度小； 2）离子晶格缺陷浓度大并参与电导。因此离子型晶格缺陷的生成及其浓度大小是决定离子电导的关键。 影响晶格缺陷生成和浓度的主要原因是： 1）由于热激励生成晶格缺陷。 2）不等价固溶掺杂形成晶格缺陷 3）离子晶体中正负离子计量比随气氛的变化发生偏离，形成非计量比化合物，因而产生晶格缺陷。 3.晶格缺陷 第三十五页，共五十页，2022年，8月28日 第一页，共五十页，2022年，8月28日 第一节 电导的物理现象 一.电导的宏观参数 长L，横截面S的均匀导电体， 两端加电压V 根据欧姆定律 （5.1） 在这样一个形状规则的均匀材料，电流是均匀的，电流密度J在各处是一样的，总电流强度 （5.2） 1.电导率和电阻率 第二页，共五十页，2022年，8月28日 为材料的电阻率，电阻率倒数为电导率，即 ，上式可写为 同样 电场强度也是均匀的 （5.3） 把（5.2）（5.3）代入（5.1）则： 除以S得： 第三页，共五十页，2022年，8月28日 这是欧姆定律的微分形式，适用于非均匀导体。 微分式说明导体中某点的电流密度正比于该点的电场，比例系数为电导率σ。 2.体积电阻与体积电阻率 图5.1中电流由两部分组成 因而定义体积电阻 表面电阻 代入上式得： 第四页，共五十页，2022年，8月28日 ——板状样品厚度（cm）， ——板状样品电极面积（cm2） ——体积电阻率（Ω?cm），它是描写材料电阻 性能 的参数，只与材料有关。 表示了总绝缘电阻、体积电阻、表面电阻之间的关系。由于表面电阻与样品表面环境有关，因而只有体积电阻反映材料的导电能力。通常主要研究材料的体积电阻。 体积电阻RV与材料性质及样品几何尺寸有关 第五页，共五十页，2022年，8月28日 ?对于管状试样： 第六页，共五十页，2022年，8月28日 对于圆片试样：两环形电极 、 间为等电位，其表面电阻可以忽略。设主电阻 的有效面积为 如果要得到更精确的测定结果，可采用下面的经验公式： 则体积电阻 第七页，共五十页，2022年，8月28日 第八页，共五十页，2022年，8月28日 l为电极间的距离，b为电极的长度，ρ