电子功能材料与元器件习题答案

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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）,这吋的马氏体是由品体结构相同，结品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Z间形变，从而保证在外形上没有改变。马氏休相屮的A面和B面在足够小的力卜•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）。此材料在加温时，又能返回母相（a）,从而恢

2、复形状，马氏体相（b）在温度高于一定程度逆相变点Af时也能返回高温母相。一般來说，高温母和只有温度冷却到马氏体相变温度Ms以下时，才开始向马氏体和转变，但在外力作用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，除去电荷示立即能恢复到母相（a）0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及（Cu・Al・Ti・Ni）形状记忆合金电阻率（P）的影响1）Cu（金属）：温度升高散射作用增大，电阻率（p）升

3、高；温度下降散射作用减小，电阻率（p）下降；2）Si（半导体）：温度升高晶格散射加剧会使山减小，但激发产生的载流了增多，使p减小占优势，从而使宏观电阻率p减小，使Si呈现负温度特性。3）（Cu-Al-Ti-Ni）形状记忆合金：11050Tg1003di2di-50①.母相立方晶体，晶格畸变小，散射作用弱，p小，马氏体相为斜方晶体，晶格畸变大，散射作用大，p大。②相变过程中，混合相看哪相比例大。③温度升高，散射作用大，p增大；温度下降，散射作用小，p减小；④实线（降温过程）：母相（高温）fMs:T减小，p减小；Ms

4、—Mf：立方—斜方变化，T减小，p增大；马氏体：T减小，p减小虚线（升温过程）：马氏体—>As:T升高，p增大。As—Af：斜方t立方变化，T升咼，p减小；AfT•母相：T升咼，p升咼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（T1€超导态破坏）“零电阻S1）T

5、04••解释超导机理的BCS理论的主要内容是什么？并讨论超导休中常导电子和超导电子的关系如何？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）电了按费米球分布，能量低的在费米球内形成常导电了，能量高的在费米而附近。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：T

6、阱和子能带就不明显，甚至消失而不具有超晶格作用，只能表现出两种禁带宽度E1和E2不同异质结作用。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5.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：有效质量和势阱宽度。6.分析设计应变超晶格材料时，影响具晶格常数和禁带宽度的因索及相互关系p.19•电介质中通常会产生那几种极化方式，简要说明。p.249•分析外电场对晶界势垒及材料的宏观电导率的影响。p.3210•在实际应用中，如何来调整半导体陶瓷材料的

7、电阻呢？p.3211•分析石英晶体各个轴向产生压电效应的机理。第二章作业1.MO品体屮，常见的点缺陷冇哪些？并说明电离缺陷的电学性质及成因常见点缺陷种类：施主：Mj,Vx,FM（高价替代）受主：Vm，Fm,（高价替代）Xi难生成成因：1）具冇弗朗克（FrenKel）缺陷的整比化合物2）反弟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MyX（产生VQ7）Vx空位的产生：MXj.y8）非整比化合物M]+yX（皿产生）9）产生Xi缺陷MXi+y2•写出处理金属氧化

8、物（MO）晶体中缺陷平衡问题的方法步骤；若真空热处理的MO中主要缺陷为间隙金属原子（M（i））,且为全电离状态，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）利用简化的电屮性方程和质量作用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=+2“+£。