电子功能材料2.1

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1、什么是电子功能材料？定义1：所谓电子功能材料，是以发挥其物理性能（如电、磁、光、声、热等）或物理与物理性能之间、力学与物理性能之间、化学与物理性能之间相互转换的特性为主而主要用于电子信息工业的材料定义2：根据在器件中所起的作用，可将电子功能材料定义为：凡具有能量与信息的发射、吸收、转换、传输、存储、控制与处理功能特性之一或者是直接参与保障这些功能特性顺利发挥而主要用于电子信息工业的材料。定义3：具有某种功能效应的材料。功能效应是指材料的光、电、磁、热、声等物理特性以及这些物理特性参量之间的相互耦合（转换）效应。有哪些电子功能材料？1.按电子

2、材料的用途分类，通常把电子材料分为结构电子材料[能承受一定压力和重力，并能保持尺寸和大部分力学性质（强度、硬度及韧性等）稳定的一类材料]和功能电子材料[指除强度性能外，还有其特殊功能，如能实现光、电、磁、热、力等不同形式的交互作用和转换的材料；在应用中，主要是其功能而不是机械力学性能]2.按组成分类，从化学作用的角度，可以将电子材料分为无机电子材料[又可分为金属材料（以金属键结合）和非金属材料（硅等元素半导体、金属的氧化物、碳化物、氮化物等，他们以离子键和共价键结合）]和有机（高分子材料）电子材料[主要是由碳、氢、氧、氮、氯、氟等组成的高分

3、子材料，大部分是以共价键和分子键结合]电子功能材料有些什么作用？什么是标量、矢量及二阶张量？它们的下标数、分量数各为多少?无方向的物理量，称为标量（也称零阶张量）。它们完全由给定的某一数值来确定；与方向有关的物理量，称为矢量（也称一阶张量）。它们不仅有大小，而且有一定的方向；n维空间n*n的矩阵即二阶张量。下标数0、1、2.量数1、3、9.求和规则是什么？根据求和规则如何表示两个矢量之间的关系，如试证明矢量的变换定律与二阶张量的变换定律当某一项中有重复出现的下标时，则自动按该下标求和，因此，上式可表示为：Di=εijEj(i,j=1,2,3

4、)j——求和下标i——自由下标上式可按j展开，进而可写出Di的三个分量，则Di=εi1E1+εi2E2+εi3E3诺埃曼原则晶体物理性质的对称元素应当包含晶体的宏观对称元素（即点群的对称元素），也就是说，晶体物理性质的对称性可以高于晶体点群的对称性，但不能低于晶体点群的对称性，而至少二者是一致的。这在晶体物理学中称为诺埃曼（Neumann）原则晶体对称性对晶体物理性质的影响：具有对称中心的晶体不存在由一阶张量所描述的物理性质；具有对称中心的晶体，由二阶张量所描述的物理性质也是中心对称的；凡具有对称中心的晶体，都不存在由奇阶张量所描述的物理性

5、质，但对偶阶张量都不施加额外的影响。为什么晶体具有弹性？根据固体物理知识，不论晶体属于哪种结合类型，其内部质点的相互作用力都可以分为吸引力和排斥力两种。这两种力都随着原子间距离的增大而减小，然而它们的变化规律不同。质点相互作用力的一般表达式为式中A、B为常数；k随晶体类型的不同而取不同值，其值为3～11之间的整数；第一项代表排斥力；第二项代表吸引力。下图表示质点间相互作用力与质点间距离的关系当晶体未受外力作用时，各质点间的距离保持一定，r=r0，此时吸引力与排斥力相等，f=f斥+f吸=0，晶体处于平衡状态。当晶体受到外力作用时，原来的力学平

6、衡状态遭到破坏，需要建立新的平衡状态。例如在拉力作用下，由于形变使质点间的吸引力占优势。这个力是反对质点间的距离继续增大的，而且它的数值随着距离的增大而增大，当其大到同拉力相等时，质点间的距离就不再增加，建立起新的力学平衡，晶体也就保持着一定的形变。这种由于形变而在晶体内部形成的相互作用力称为内力。在弹性范围内，当外力撤消后，这种内力就使晶体恢复原状。可见，晶体的内力与形变同时发生和发展的。正是由于存在这种与形变有关的内力，晶体才具有弹性。应变张量是描述晶体形变的物理量晶体的弹性形变服从虎克定律在弹性限度范围内，应力和应变成正比。原子磁矩主

7、要来源于电子的轨道运动和电子的自旋什么是轨道角动量冻结在晶场中的3d过渡金属的磁性离子的原子磁矩仅等于电子自旋磁矩，而电子的轨道磁矩没有贡献。此现象称为轨道角动量冻结。物质磁性的分类根据是否有固有原子磁矩、是否有相互作用以及相互作用的种类可以将物质的磁性分为七类：抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性、亜铁磁性、自旋玻璃和混磁性、超顺磁性。磁晶各向异性在磁性物质中，自发磁化主要来源于自旋间的交换作用，这种交换作用本质上是各向同性的，如果没有附加的相互作用存在，在晶体中，自发磁化强度可以指向任意方向而不改变体系的内能。实际上在磁性材料中，自发磁化强

8、度总是处于一个或几个特定方向，该方向称为易轴。当施加外场时，磁化强度才能从易轴方向转出，此现象称为磁晶各向异性。磁致伸缩铁磁性物质的形状在磁化过程中发生形变的現象，叫磁致伸缩。试