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CH4-2薄膜的电学性质Electricalproperties
ofthinfilms
主要内容
4.2.1薄膜的导电特性
4.2.2薄膜的介电性
4.2.3铁电、压电和热释电性能
薄膜的电学性质涉及以下:材料的导电特性、介电特性、以
及铁电压电和热释电特性,导电氧化物及半导体薄膜的电导,金属材料的电导性能。
本节主要内容
4.2.1.1电学的基本知识
4.2.1.2金属薄膜的电学特性
4.2.1.3介质薄膜的电导
e-e-e-■电流是电荷在空间的定向运动。
任何一种物质,只要存在带电
电子导电荷的自由粒子——载流子,就
十可以在电场下产生导电电流。
金属中:自由电子
xMxMxMxMxMx.■无机材料中:
■电子(负电子/空穴)—电子电导
离子(离子/空位)—离子电导
离子导电
●导电是指材料中的电子或离子在电场作用下的定向移动,通常以一种类型的电荷载体为主。
电子导体,以电子载流子为主体的导电;离子导电,以离子载流子为主体的导电;混合型导体,其载流子电子和离子兼而有之。
除此以外,有些电现象并不是由于载流子迁移所引起的,而是电场
作用下诱发固体极化所引起的,例如介电现象和介电材料等。
■
-·M
4.2.1.1电学的基本特性
三三二一一一三二二二三二二二
三三二三二三一1
三三三二二三—
十
V=LE
对一截均匀导电体,存在如下关系:
■欧姆定律
口导体(纯金属10-8-10-7Ωm,合金10-7-10-5Ωm)
口半导体(10-3-109Ω·m)
口绝缘体(109Q·m)
4.2.1.1电学的基本特性
1.电阻和电阻率
σ=l/p
5507
200+
150.
100·
50
0
SilverCopperGoldAluminiumWolframlronPlatinumLead
4.2.1.1电学的基本特性
Resistivity(x10g][ohmm]
Conductors
Ca
3.9×10-6
Si
~0.1
Ti
42×10-6
Ge
~0.05
Mn
185×10-6
ReO₃
36×10-6
Zn
5.9×10-6
Fe₃O₄
52×10-6
Cu
1.7×10-6
TiOz
9×104
Ag
1.6×10-6
ZrO₂
1×10⁹
Pb
21×10-6
Al₂O₃
1×1019
ResistivitiesofRealMaterials
CompoundResistivity(2-cm)CompoundResistivity(2-cm)
4.2.1.1电学的基本特性
px10,/(0.em)
元素族号
H
1.00797
ⅡAⅢAIVAVAVTAVIA
2
He
4.003
3
Li6.939
4
Be
9.012
ⅢBIVBVB
B
VIBVIB
IBⅡB
5
B
10.81
6
C
12.011
7
N
14.007
8
)
15.9994
9
F
19.00
10
Ne
20.183
11
Na
22.99
12
Mg
24.31
13
Al26.98
14
Si
28.09
15
P
39.974
16
S
32.064
17
Cl35.453
18
Ar
39.948
19
K
39.102
20
Ca
40.08
21
Sc
44.96
22
Ti47.90
23
V
50.94
24
Cr
52.00
25
Mn
54.94
26
Fe
55.85
27
Co
58.93
28
Ni
58.71
29
Cu
63.54
30
Zn
65.37
31
Ga69.72
32
Ge
72.59
33
As
74.92
34
Se
78.96
35
Br
79.909
36
Kr
83.80
37
Rb85.47
38
Sr
87.62
39
Y
88.905
40
Zr
91.22
41
Nb
92.91
42
Mo
95.94
43
Tc
98
44
Ru
101
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