电子功能材料及元器件（大学课件）梁喜双-习题答案

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1、第一章作业1.形状记忆合金为什么具有形状记忆的功能？答：马氏体相变过程如右图。将形状记忆合金从高温母相（a）冷却，在低于室温附近的某一温度时，母相（a）变为马氏体相（b）,这时的马氏体是由晶体结构相同，结晶方向不同的复数同系晶体构成，同母相相比，各同系晶体都发生了微小变形，但形成同系晶体时避免相互之间形变，从而保证在外形上没有改变。马氏体相中的A面和B面在足够小的力下即能移位，所以马氏体相材料柔软，易变形，在外力作用下，马氏体向着外力择优的方向变形为变形马氏体相（c）o此材料在加温时，又能返回母相（a）,从而恢复形状，马氏体相（b）在温度高于

2、一定程度逆相变点Af时也能返回高温母相。一般来说，高温母相只有温度冷却到马氏体相变温度Ms以下时，才开始向马氏体相转变，但在外力作用下，即使温度高于逆相变点（Af）,也能形成马氏体相，但此时仅能形成择优方向的变形马氏体，由于在温度高于（Af）时，马氏体相能量不稳定，除去电荷后立即能恢复到母相（a）o综上可知，形状记忆合金具有形状记忆功能。2・分析说明温度变化对高纯的Cu,Si&（Cu-Al-Ti-Ni）^状记忆合金电阻率（p）的影响1）Cu（金屈）：温度升高散射作用增大，电阻率（p）升高；温度下降散射作用减小，电阻率（p）下降；2）Si（半导

3、体）：温度升高晶格散射加剧会使山减小，但激发产牛的载流子增多，使p减小占优势，从而使宏观电阻率p减力、，使Si呈现负温度特性。3）（Cu-Al-Ti-Ni）形状记忆合金:14syCJwM^tf咼温相A321—O5卩V77①•母相立方晶体，晶格畸变小，散射作用弱，P小，马氏体和为斜方晶体，晶格畸变大，散射作用大，P大。①相变过程中，混合相看哪相比例大。②温度升高，散射作用大，P增大；温度下降，散射作用小，P减小；③实线（降温过程）：母相（高温）->Ms:T减小，p减小；Ms->Mf:立方—斜方变化，T减小，p增大；Ml>马氏体：T减小，p减小虚

4、线（升温过程）：马氏体->As:T升高，p增大。As->Af：斜方一>立方变化，T升高，p减小；Af->母相：T升高，p升高3.・超导体处于超导态时应具备哪些特征？如何理解超导体的“零电阻”?特征：1）零电阻效应（T0）2）迈斯纳效应（THc超导态破坏）4）临界电流效应（TvTc，I>Ic超导态破坏）“零电阻1）T

5、？要点：1）具有相同速度方向相反的电子在点阵阳离子作用下可结成库伯对——超流粒子。2）电子按费米球分布，能量低的在费米球内形成常导电子，能量高的在费米面附近。3）常导电子和超导电子可以温度而相互转化T>Tc，全部为常导电子。关系：THc,以及I>Ic时，全部为常导电子。5•以GaAs/GaAlAs组成的超晶格为例，讨论材料厚度变化对晶格材料性质有哪些影响？要点：如果交替生长的薄膜厚度较大，那么量子阱和子能带就不明显，甚至消失而不具有超品格作用，只能表现出两种禁带宽度E1和E2不

6、同异质结作用。性质：（1）晶格常数（2）禁带宽度（3）隧道效应（4）子能带（5）高速化6.组分超晶格中子能带是如何形成的，影响其禁带宽度的因素有哪些？P.18影响其禁带宽度的因素：势阱宽度，材料自身性质。7.分析设计应变超晶格材料时，影响其晶格常数和禁带宽度的因素及相互关系p」98.电介质中通常会产生那几种极化方式，简要说明。p.24第二章作业1.MO晶体中，常见的点缺陷有哪些？并说明电离缺陷的电学性质及成因常见点缺陷种类：施主：Mi,Vx,FM（高价替代）受主:VM,Fm,（高价替代）Xi难生成成因：1）具有弗朗克（FwnKel）缺陷的整比

7、化合物2）反弗朗克缺陷的整比化合物3）肖特基（Schottky）缺陷4）反肖特基缺陷5）反结构缺陷6）非整比化合物M

8、.yX（产牛Vm）7）Vx空位的产生：MXi.y8）非整比化合物Mi+yX（Mi产生）9）产生Xi缺陷MXi+y1.写出处理金属氧化物（M0）晶体中缺陷平衡问题的方法步骤；若真空热处理的M0中主要缺陷为间隙金属原子（M（i））,H为全电离状态，试推导其电导率与氧分压（Po2）的关系式方法：1）根据所给工艺条件，写出产生的主要缺陷反应式；2）写岀相应质量作用定律表达式；3）写出简化的电中性条件；4）利用简化的电中性方程和质量作用

9、定律求出缺陷的浓度表达式5）讨论缺陷浓度与T,Po2关系。MO=+2H+丄q（g）2K=M回2丽（1）电中性方程:le*]=2（Mf.J（2）(2)代入(1)有：/