电子功能材料与元件答案下
第五章
1.表征湿度的方法有哪些？如何测量大气的相对湿度？
空气中含有水蒸气的量称为湿度，含有水蒸气的空气是一种混合气体。主要有质量百分比和体积百分比、相对湿度和绝对湿度、露点（霜点）等表示法。测量方法：1。毛发湿度计 2。干湿球湿度计3。湿度敏感元件：
2、电阻型湿敏传感器的湿度特征曲线有何特点？湿滞回差的真实含义是什么？
3.试比较电阻型湿敏器件和气敏器件的响应恢复特性有何异同？
气敏响应和恢复表示器件接触和脱离气体时信号的变化快慢，湿敏器件分为吸湿响应和脱湿响应，器件并没有脱离湿度。
4.半导体陶瓷湿敏器件通常呈现高阻状态的原因是什么？
5.在设计制作MgCr
2O
4
-TiO
2
陶瓷湿敏器件时，应着重考虑哪些因素？
6.画出Fe3O4涂覆膜湿敏器件的结构图，并说明其感湿机理？
敏感机理：
1） Fe
3O
4
感湿膜结构松散，微粒间的不紧密接触，产生很大的接触电阻。
2）水分子吸附于微粒表面后，扩大了微粒间的接触面积，从而使接触电阻明显减小。
3）感湿机理：晶界的离子导电起主要作用。
7.试叙述聚苯乙烯磺酸锂湿敏元件的制作过程及相应的反应并说明其感湿机理
8.依据高分子电容式气敏器件结构说明其感湿机理。
9.掌握限流ZrO2湿敏器件的敏感机理。同时要掌握限界电流型氧传感器。。130ye
限电流湿敏器件中以多孔的Pt膜作为阴极，多孔阴极就起着限制氧扩散微孔的作用.
1） ZrO
2
2）高温湿度敏感器件在高温时，将水气电解而成O2，而生产O2的多少显然与环境中H2O分子通过小孔向阴极的扩散速率成正比。
3）可用限界电流式氧传感器测定相应的限界电流值大小并测量水气量即可知道湿度的大小.
第六章
2.试讨论制作多晶PbS光敏器件时，氧化过程对器件灵敏度的影响。未氧化处理前，材料为N型。氧化处理中，在晶粒表面形成P型氧化层，不同导电类型的晶粒彼此交替形成高阻化的PbS多晶半导体。1）氧化不足时，P型很薄，材料与通常的N型半导体类似，具有较高的电阻率。2)氧化程度增加，P型厚度增加，形成较高的界面势垒，材料电阻很高。3)氧化程度继续增加，P型厚度远对于N型。（材料同普通的P 型半导体一样，具有较高的电导率。经过适量氧化处理的多晶材料，光电导很大；而氧化不足或氧化过量的材料，光照前后势垒变化小，光电导现象不明显。
主要因素：τ、n μ大，要求材料完整性好；2
1
G L ∝，L 小，G 大，要求电极间距小。
4.
、5.
6.
7.
8.以GaAs/Ga1-xAlxAs双异质结激光器为例，说明制作性能优良的激光器对材料的基本要求并说明原因。
1）ΔE
g 足够大，把载流子限制在发光区（GaAs中），ΔE
g
过大，缺陷增多，光损耗增大，ΔE
g
要求x≈即可。
2）Δn足够大，将光充分限制在发光区中，Δn过大，缺陷增多，损耗加大，x≈足够了。从减小光损耗，提高发光效率要求：
1）发光层厚度适宜，一般为μm，太厚太薄都使J
th
增大。
2）要求所用材料晶格常数相近，可减小晶格失配产生的缺陷。
第七章
66
6 6666
7777
第八章
1.绘图说明在Si的[001]方向施加压力时，对材料的能带结构及电导将产生的影响。
1）[001]方向能谷降低，载流子数增多。
2）[010][100]方向能谷升高，填充载流子数减少。
3）虚线-受力，实线-受力前，虚线在内表能量升高，虚线在外表示能量降低。
4）[001]方向电导增大，[100][010]方向电导减小。
3.画出硅压阻式压力传感器的结构示意图并推导恒压源供电时，电桥输出（Vp ）的表达式。
无外力时：0000
L R S ρ=
（1）
有压力时：
00000
(1)
S R L S L
S L R L S L L ρρρρ???????=+-=+-? （2） 令：
L
L ε?=，0
2S
S L L ν?=-?
E ρ
περ?= （3）
(12)R
E G R νπεε?=++= （4） 恒压源供电：R1,R3,是一对电阻，R2,R4是另一对电阻。 无力作用：1324
01234()()
B R R R R V V R R R R -=
++ （1）
若1R = 2R = 3R = 4R =R 0，0V =0
有外力作用时：0
P B B R
V V G V R ε?=
=
4．画出硅压力传感器的结构示意图，并推导恒流源供电的电桥输出电压（Vp ）的表达式。（15分）
无外力时：0000
L R S ρ=
（1）
有压力时：
00000
(1)S
R L S L
S L R L S L L ρρρρ???????=+-=+-? （2） 令：
L
L ε?=（纵向应变），0
2S S L L ν?=-?（泊松比）
E ρ
περ?= （3）
可得，
(12)R
E G R νπεε?=++= （4）
恒压源供电时：R1,R3,是一对电阻，R2,R4是另一对电阻。 无力作用：1324
01234()()
B R R R R V I R R R R -=
++ （5）
若1R = 2R = 3R = 4R =R 0 ，0V =0 有外力作用时：0P B B V RI G R I ε=?= （6）
V B
I B
电子材料与元器件论文
CMOS图像传感器工作原理和应用 姓名： 学院： 班级： 组号： 日期：2014年12月9日
摘要 随着集成电路制造工艺技术的发展和集成电路设计水平的不断提高，基于CMOS集成电路工艺技术制造的CMOS图像传感器由于其集成度高、功耗低、体积小、工艺简单、成本低且开发周期较短等优势，目前在诸多领域得到了广泛的应用，特别是数码产品如数码相机、照相手机的图像传感器应用方面，市场前景广泛，因此对CMOS图像传感器的研究与开发有着非常高的市场价值。 本文首先介绍了CMOS图像传感器的发展历程和工作原理及应用现状。随后叙述了CMOS图像传感器的像元、结构及工作原理，着重说明了成像原理和图像信号的读取和处理过程，以及在数字摄像机，数码相机，彩信手机中的应用方式。 一、CMOS图像传感器的发展历史 上世纪60年代末期，美国贝尔实验室提出固态成像器件概念： 互补金属氧化物半导体图像传感器CMOS —Complementary Metal Oxide Semiconductor 电荷耦合器件图像传感器（CCD） CMOS与CCD图像传感器的研究几乎是同时起步，固体图像传感器得到了迅速发展。 CMOS图像传感器： 由于受当时工艺水平的限制，图像质量差、分辨率低、噪声降不下来，因而没有得到重视和发展。 CCD图像传感器： 光照灵敏度高、噪音低、像素少等优点一直主宰着图像传感器市场。 由于集成电路设计技术和工艺水平的提高，CMOS图像传感器过去存在的缺点，现在都可以找到办法克服，而且它固有的优点更是CCD器件所无法比拟的，因而它再次成为研究的热点。 1970年,CMOS图像传感器在NASA的喷气推进实验室JPL制造成功， 80年代末，英国爱丁堡大学成功试制出了世界第一块单片CMOS型图像传感器件， 1995年像元数为（128×128）的高性能CMOS 有源像素图像传感器由喷气推进实验室首先研制成功。 1997年英国爱丁堡VLSI Version公司首次实现了CMOS图像传感器的商品化。 2000年日本东芝公司和美国斯坦福大学采用0.35mm技术开发的CMOS-APS，
超材料(metamaterials)在电子元件中的应用
第 27 卷 第 9 期 2008 年 9 月
电 子 元 件 与 材 料 ELECTRONIC COMPONENTS AND MATERIALS
Vol.27 No.9 Sep. 2008
新一代片式元件
超材料(metamaterials)在电子元件中的应用
周 济
（清华大学 材料科学与工程系, 北京 100084） 摘要: 超材料（metamaterials）指的是一些呈现出天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合材料。它们的超 常特征来源于其中人工制备的、特殊的非均匀插入结构所导致的物理响应。介绍了近年来发展出的超材料包括左手材 料、 “隐身斗篷”和光子晶体等，对其在电子元件领域中的应用进行了评述和展望。 关键词: 电子技术；超材料；综述；电子元件；左手材料 中图分类号: TB39 文献标识码:A 文章编号:1001-2028（2008）09-0001-04
Applications of metamaterials in electronic components
ZHOU Ji
(Department of Materials Science and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084,China) Abstract: A new class of artificial composites that exhibit exceptional properties not readily observed in nature called metamaterials. These properties arise from qualitatively new response functions that are not observed in the constituent materials and result from the inclusion of artificially fabricated, extrinsic inhomogeneities. A few metamaterials being developed in recent years, including left-handed materials, invisible cloak and photonic crystals were summarized. Review and prospect on applications of metamaterials in the area of electronic components were presented. Key words: electron technology; metamaterials; review; electronic components; left-handed materials
metamaterial（超材料）是 21 世纪物理学领域出 现的一个新的学术词汇，近年来经常出现在各类科学 文献中。拉丁语“meta-”，可以表达“超出、亚、另类” 等含义。对于 metamaterial 一词，目前尚未有一个严 格的、权威的定义，不同的文献上给出的定义也各不 相同，但一般都认为 metamaterial 是“具有天然材料所 不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料”。 在互联网上颇有影响的维基百科（Wikipedia）上，对 metamaterial 一词是这样解释的：“In electromagnetism (covering areas like optics and photonics), a meta material (or metamaterial) is an object that gains its (electromagnetic) material properties from its structure rather than inheriting them directly from the materials it is composed of. This term is particularly used when the resulting material has properties not found in naturally-formed substances”。这一解释可能是迄今对 metamaterial 一词给出的最科学规范的定义， 尽管这一 定义从目前的观点看过于狭隘（该定义似乎只针对电 磁领域的材料，而实际上，最新的研究表明 metamaterial 已经包括一些声学材料） 。 从这一定义中， 我们可以看到 metamaterial 的三个重要特征：
（1）metamaterial 通常是具有新奇人工设计结构 的复合材料； （2）metamaterial 具有超常的物理性质（往往是 自然界的材料所不具备的） ； （3）metamaterial 的性质往往不主要取决于构成 材料的本征性质， 而主要取决于其中的人工设计结构。 目前，人们已经发展出的这类超材料系统包括光 子晶体、左手材料、“隐身斗篷（invisible cloak）”和 全吸收超材料等。 近年来，各种超材料系统的出现引起了科学界的 广泛关注。1998 年和 1999 年，与光子晶体有关的研 究新突破先后两度被 Science 杂志列为世界上的“十大 科学进展”，2006 年底，该杂志又再次将光子晶体列 为未来自然科学的热点领域。而另一类超材料——左 手材料则是在 2003 年被 Science 杂志列为当年的“ 十 大科学进展”。2006 年底，由于英美两国科学家利用 与左手材料相类似的设计方法获得的梯度超材料成功 实现了“隐身斗篷”的功能， Science 杂志又一次将其列 为当年的“ 十大科学进展”。笔者将着重对近年来超材 料在电子元件领域的应用及发展动向做一简要介绍。
收稿日期：2008-07-31 作者简介 ： 周济 （1962－） ， 男， 吉林九台人， 长江特聘教授， 博士后， 主要从事信息功能材料研究。 Tel:(010) 62772975； E-mail: zhouji@https://www.360docs.net/doc/ce10094422.html, 。
电子功能材料
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 ∑ = = 3 1 j j ij i E Dε)3,2,1 (= i
电子材料与器件习题解析汇报
5.6 最小电导率 a. 考虑半导体的电导率e h en ep σμμ=+。掺杂总是能提高电导率吗？ b. 请说明：当Si 的p 型掺杂而使空穴浓度为下式所表示的值时，可以得到最小的电导率。 m p n = 与该式对应的最小电导率（最大电阻率）为 min 2en σ= c. 对Si 计算m p 和min σ，并与本征值进行比较。 解析： a. 半导体的电导率e h en ep σμμ=+，其中，n 和p 满足质量作用定律 2exp()g i c v E np n N N kT ==- ，在一定的温度下，np 为常数。 当掺杂增大电子浓度n 时，空穴浓度p 则会减小，反之亦然。在掺杂浓度一定时，由于e h μμ>，如果对半导体进行n 型掺杂，则n>p ，显然随着掺杂浓度的 p 型掺杂，则n
，因此，当Si 的p 后增大。对2i e h n e ep p σμμ=+求导得2' 2i e h n e e p σμμ=-+，令'0σ=得p n =
相应地2en σ=m p n =时，电导率最小，为 min 2en σ=。 c. 室温下，对于Si ，103i 1.010n cm -=?，2111350e cm V s μ--=??， 211450h cm V s μ--=??，带入m p n =和min 2en σ=得 1031031.710 1.010m i p cm n cm --=?>=? 611611min i 2.510 2.910cm cm σσ------=?Ω?<=?Ω? 若取103i 1.510n cm -=?，则有 1031032.610 1.510m i p cm n cm --=?>=? 611611min i 3.710 4.310cm cm σσ------=?Ω?<=?Ω? 5.13 砷化镓 Ga 具有的化合价是3，而As 具有的化合价是5。当Ga 和As 原子一起形成GsAs 单晶体时，如图5.54所示，一个Ga 的3个价电子与一个As 的5个价电子均共享，结果形成4个共价键。在具有大约23310cm -Ga 原子和As 原子（数量几乎相等）的GsAs 晶体中，无论是Ga 还是As ，每个原子平均具有4个价电子。因此我们可以认为：其价键的结合与Si 晶体中的相似，每个原子4个键。然而，它的晶体结构却不是金刚石结构，而是闪锌矿结构。 a. 对于每对Ga 和As 原子，以及在GaAs 晶体中，每个原子的平均价电子数是多少？ b. 如果在GaAs 晶体中以Ⅵ族元素硒（Se ）或碲（Te ）代替As 原子，情况如何？ c. 如果在GaAs 晶体中以Ⅱ族元素锌（Zn ）或镉（Cd ）代替Ga 原子，情况如何？ d. 如果在GaAs 晶体中以Ⅳ族元素硅（Si ）代替As 原子，情况如何？ e. 如果在GaAs 晶体中以Ⅳ族元素硅（Si ）代替Ga 原子，情况如何？两性掺杂表示什么？ f. 基于以上对GaAs 的讨论，你认为Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体AlAs ，GaP ，InAs,InP 和InSb 的晶体结构是什么？
最常用的电子元器件及使用常识.
最常用的电子元器件及使用常识 电阻 电阻在电路中用“R” 加数字表示,如:R1表示编号为 1的电阻。电阻在电路中的主要作用为 分流、限流、分压、偏置等。 1、参数识别:电阻的单位为欧姆(Ω ,倍率单位有:千欧(KΩ ,兆欧(MΩ等。换算 方法是:1兆欧 =1000千欧 =1000000欧 电阻的参数标注方法有 3种,即直标法、色标法和数标法。 a 、数标法主要用于贴片等小体积的电路,如: 472表示47×100Ω(即 4.7K ; 104则表示 100K b 、色环标注法使用最多,现举例如下: 四色环电阻五色环电阻(精密电阻 2、电阻的色标位置和倍率关系如下表所示: 颜色有效数字倍率允许偏差(% 银色 /x0.01±10 金色 /x0.1±5 黑色 0+0/ 棕色 1x10±1 红色 2x100±2
橙色 3x1000/ 黄色 4x10000/ 绿色 5x100000±0.5 蓝色 6x1000000±0.2 紫色 7x10000000±0.1 灰色 8x100000000/ 白色 9x1000000000/ 电容 1、电容在电路中一般用“C” 加数字表示(如 C13表示编号为 13的电容。电容是由两片金属膜紧靠,中间用绝缘材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小, 电容对交流信号的阻碍作用称为容抗,它与交流信号的频率和电容量有关。容抗XC=1/2πfc (f表示交流信号的频率, C 表示电容容量电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。 2、识别方法:电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同,分直标法、色标法和数标法 3种。电容的基本单位用法拉(F 表示,其它单位还有:毫法 (mF 、微法(uF 、纳法(nF 、皮法(pF 。其中:1法拉 =103毫法 =106微法 =109纳法 =1012皮法容量大的电容其容量值在电容上直接标明, 如 10uF/16V容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示字母表示法:1m=1000uF 1P2=1.2PF1n=1000PF数字表示法:一般用三位数字表示容量大小, 前两位表示有效数字,第三位数字是倍率。如:102表示 10×102PF=1000PF224表示 22×104PF=0.22uF 3、电容容量误差
半导体信息功能材料与器件的研究新进展_图文(精)
第28卷第1期 中国材料进展v。1.28N。.1 2009年1月MATERIALS CHINA Jan.2009 半导体信息功能材料与器件的研究新进展 王占国 (中国科学院半导体研究所半导体材料科学重点实验室,北京100083 摘要:首先简要地介绍了作为现代信息社会基础的半导体材料和器件极其重要的地位,进而同顾了近年来半导体光电信息功能材料,包括半导体微电子、光电子材料,宽带隙半导体材料,自旋电子材料和有机光电子材料等的研究进展,最后对半导体信息功能材料的发展趋势做了评述。 关键词:半导体微电子;光电子材料;宽带隙半导体材料;自旋电子材料;有机光电子材料 中图法分类号:TN304:TB34文献标识码:A文章编号:1674—3962(2009Ol-0026一05 Recent Progress of Semiconductor Information Functional Materials WANG Zhanguo (Institute ofSemiconductors,Chinese Academy ofSciences,Beijing100083,China Abstract:The extreme importance of semiconductor materials and devices as a foundation of the modern informational society js briefly introduced first in this paper,Then the recent progress of semiconductor microelectronic and optoeleetron?iC materiMs including silicon,GaAs and InP crystals and itS mierostructures,wide band gap semiconductors materials, spintronic materisis and organic semiconductor optoelectronic
电子元器件行业现状
1、电子元器件行业现状 我国电子元件的产量已占全球的近39％以上。产量居世界第一的产品有：电容器、电阻器、电声器件、磁性材料、压电石英晶体、微特电机、电子变压器、印制电路板。 伴随我国电子信息产业规模的扩大，珠江三角洲、长江三角洲、环渤海湾地区、部分中西部地区四大电子信息产业基地初步形成。这些地区的电子信息企业集中，产业链较完整，具有相当的规模和配套能力。 我国电子材料和元器件产业存在一些主要问题：中低档产品过剩，高端产品主要依赖进口；缺乏核心技术，产品利润较低；企业规模较小，技术开发投入不足。 2、电子元器件行业发展趋势 技术发展趋势 新型元器件将继续向微型化、片式化、高性能化、集成化、智能化、环保节能方向发展。 市场需求分析 随着下一代互联网、新一代移动通信和数字电视的逐步商用，电子整机产业的升级换代将为电子材料和元器件产业的发展带来巨大的市场机遇。 我国“十一五”发展重点 我国《电子基础材料和关键元器件“十一五”专项规划》重点强调新型元器件、新型显示器件和电子材料作为主要分产业的发展目标。 注：上表所列信息与数据引自商务部网站、国研网、统计局网站 3、阿里巴巴关于“电子元器件”买家分布情况 在alibaba买家分布中，广东、浙江、江苏买家数占78%，其市场开发潜力巨大。 4、阿里巴巴电子元器件企业概况
目前通过阿里巴巴搜索“电子元器件”有43533310条产品供应信息，这些企业中有很多实现了从做网站、做推广、找买家，谈生意、成交等一站式的业务模式。当前有效求购“电子元器件”的信息已达到50536条（数据截止2008-10-23）。 阿里巴巴部分电子元器件行业企业 公司名称合作年限公司名称合作年限深圳市百拓科技有限公司 3 靖江市柯林电子器材厂 6 深圳赛格电子市场广发电子经营部 4 乐清市东博机电有限公司 6 镇江汉邦科技有限公司7 温州祥威阀门有限公司 6 无锡市国力机电工程安装有限公司 5 上海纳新工业设备有限公司 6 深圳市恒嘉乐科技有限公司 6 天津市天寅机电有限公司科技 开发分公司 6 厦门振泰成科技有限公司 6 常州市武进坂上继电器配件厂 6 5、同行成功经验分享 公司名：佛山市禅城区帝华电子五金制品厂——一个“很有想法”的诚信通老板主营产品：16型电位器;开关电位器;调光电位器;调速电位器;直滑式电位器等加入诚信通年限：第4年 佛山市禅城区帝华电子五金制品厂的董仁先生是一个“很有想法”的老板，虽然公司成立的时间不长，但是有很多经营理念。董先生是很健谈的人，据他介绍，帝华电子是以生产进口碳膜电位器和五金批咀的专业厂家，加入阿里巴巴诚信通已有两年时间。对于加入诚信通的目的，董先生的解释比较独特：“我们的产品属于电子设备及家用电器的元器件，和终端消费者没有直接的联系，就是把我们的产品扔两箱在大街上，扫大街的都没人要。而且我们的销售方式和普通厂家也不太一样，我们在国际国内都有销售办事处，同时还采用配套享受的形式。因此，我们加入诚信通并不是希望直接获得订单，而是想通过阿里巴巴的巨大知名度来提升我们公司的知名度，要让相关客户都知道中国有我们这样一个生产进口碳膜电位器和五金批咀的专业厂家。” 对于经营管理上的困难，董先生直言不讳：“当然，我们现在也遇到不少的困难，最困扰我的两个主要问题一是运输物流，二是生产。到现在我还没找到值得信赖和长期合作的物流公司，公司产品的运输经常得不到保证。现在阿里巴巴的网络交易渠道和交易方式已经很完善，我们也迫切希望阿里巴巴能提供物流服务。另一方面，最关键是生产上的问题，我们的生产往往赶不上订单的速度，这两个问题我正在努力解决中。” 对于公司今后的长远发展，“我们现在还属于生产元器件的厂家，随着公司的壮大，今后我们还将向半成品和终端消费品发展，我希望我们能形成终端消费品和相关的配套产业一条龙生产。”董先生显得踌躇满志。
常用电子元器件大全
第一章电子元器件 第一节、电阻器 1.1 电阻器的含义:在电路中对电流有阻碍作用并且造成能量消耗的部分叫电阻. 1.2 电阻器的英文缩写：R（Resistor）及排阻RN 1.3 电阻器在电路符号：R 或WWW 1.4 电阻器的常见单位:千欧姆（KΩ）, 兆欧姆（MΩ） 1.5 电阻器的单位换算: 1兆欧=103千欧=106欧 1.6 电阻器的特性：电阻为线性原件，即电阻两端电压与流过电阻的电流成正比，通过 这段导体的电流强度与这段导体的电阻成反比。即欧姆定律：I=U/R。 表 1.7 电阻的作用为分流、限流、分压、偏置、滤波（与电容器组合使用）和阻抗匹配等。 1.8 电阻器在电路中用“R”加数字表示，如：R15表示编号为15的电阻器。 1.9 电阻器的在电路中的参数标注方法有3种，即直标法、色标法和数标法。 a、直标法是将电阻器的标称值用数字和文字符号直接标在电阻体上,其允许偏差则用百 分数表示,未标偏差值的即为±20%. b、数码标示法主要用于贴片等小体积的电路，在三为数码中,从左至右第一,二位数表示 有效数字,第三位表示10的倍幂或者用R表示(R表示0.)如：472 表示47×102Ω（即4.7K Ω）；104则表示100KΩ、;R22表示0.22Ω、 122=1200Ω=1.2KΩ、 1402=14000Ω=14KΩ、R22=0.22Ω、 50C=324*100=32.4KΩ、17R8=17.8Ω、000=0Ω、 0=0Ω. c、色环标注法使用最多，普通的色环电阻器用4环表示,精密电阻器用5环表示,紧靠电阻体一端头的色环为第一环,露着电阻体本色较多的另一端头为末环.现举例如下：如果色环电阻器用四环表示,前面两位数字是有效数字,第三位是10的倍幂, 第四环是 色环电阻器的误差范围(见图一) 四色环电阻器（普通电阻) 标称值第一位有效数字 标称值第二位有效数字 标称值有效数字后0的个数(10的倍幂) 允许误差 颜色第一位有效值第二位有效值倍率允许偏差黑0 0 0 10 棕 1 1 1 10±1% 红 2 2 2 10±2% 橙 3 3 3 10 黄 4 4 4 10
光电子材料与器件 课后习题答案
3.在未加偏置电压的条件下，由于截流子的扩散运动，p 区和n 区之间的pn 结附近会形成没有电子和空穴分布的耗尽区。在pn 结附近，由于没有电子和空穴，无法通过电子-空穴对的复合产生光辐射。加上正向偏置电压，驱动电流通过器件时，p 区空穴向n 区扩散，在pn 结附近形成电子和空穴同时存在的区域。电子和空穴在该区通过辐射复合，并辐射能量约为Eg 的光子，复合掉的电子和空穴由外电路产生的电流补充。 5要满足以下条件a 满足粒子数反转条件，即半导体材料的导带与价带的准费米能级之差不小于禁带宽度即B.满足阈值条件，半导体由于粒子数产生的增益需要能够补偿工作物质的吸收、散射造成的损耗，以及谐振腔两个反射面上的透射、衍射等原因产生的损耗。即 第二章课后习题 1、工作物质、谐振腔、泵浦源 2、粒子数反转分布 5a.激光介质选择b.泵浦方式选择c 、冷却方式选择d 、腔结构的选择e 、模式的选择f 、整体结构的选择 第三章课后习题 10.要求：对正向入射光的插入损耗值越小越好，对反向反射光的隔离度值越大越好。原理：这种光隔离器是由起偏器与检偏器以及旋转在它们之间的法拉第旋转器组成。起偏器将输入光起偏在一定方向，当偏振光通过法拉第旋转器后其偏振方向将被旋转45度。检偏器偏振方向正好与起偏器成45度，因而由法拉第旋转器出射的光很容易通过它。当反射光回到隔离器时，首先经过起偏器的光是偏振方向与之一至的部分，随后这些这些光的偏振方向又被法拉第旋转器旋转45度，而且与入射光偏振方向的旋转在同一方向上，因而经过法拉第旋转器后的光其偏振方向与起偏器成90度，这样，反射光就被起偏器所隔离，而不能返回到入射光一端。 15.优点：A 、采用光纤耦合方向，其耦合效率高；纤芯走私小，使其易于达到高功率密度，这使得激光器具有低的阈值和高的转换效率。B 、可采用单模工作方式，输出光束质量高、线宽窄。C 、可具有高的比表面，因而散热好，只需简单风冷即可连续工作。D 、具有较多的可调参数，从而可获得宽的调谐范围和多种波长的选择。E 、光纤柔性好，从而使光辉器使用方便、灵巧。 由作为光增益介质的掺杂光纤、光学谐振腔、抽运光源及将抽运光耦合输入的光纤耦合器等组成。 原理:当泵浦激光束通过光纤中的稀土离子时，稀土离子吸收泵浦光，使稀土原子的电子激励到较高激发态能级，从而实现粒子数反转。反转后的粒子以辐射跃迁形式从高能级转移到基态。 g v c E F F 211ln 21R R L g g i th
《电子元件与材料》投稿须知
《电子元件与材料》投稿须知刊名：电子元件与材料 Electronic Components and Materials 主办：中国电子学会;中国电子元件行业协会周期：月刊 出版地：四川省成都市 语种：中文; 开本：大16开 ISSN：1001-2028 CN：51-1241/TN 邮发代号：62-36 历史沿革： 现用刊名：电子元件与材料 创刊时间：1982 该刊被以下数据库收录： CA 化学文摘(美)(2009) SA 科学文摘(英)(2009)
投稿须知： 1 稿件要求 ﹡论点明确、论证严谨、数据可靠、层次分明、重点突出、文字简练。研究论文：含图表在内一般6000字左右；技术简报一般2000字左右；专题综述一般8000字左右（综述文的撰写者一般应是正在从事该领域研究工作的专家，内容需包括作者对本人或本课题组研究工作的评述）。 ﹡文章格式必须用word格式(本刊使用Word 2003)；文字用宋体五号，行距 1.0，除中、英文摘要外，文章主体部分分为两栏。按“中文标题、作者、单位、摘要、关键词，英文标题、作者、单位、摘要、关键词，正文（致谢）、参考文献”的顺序撰写。图、表置于文中适当位置。首页下方按“收稿日期、基金项目、作者简介”顺序列出。详见“模版/样版”。 ﹡标题要简单明了，突出主题和创新亮点。中文标题一般不超出20字。中英文标题相符合。 ﹡中英文摘要研究成果论文应按三要素（研究的问题，过程和方法，结论）写出200字左右的信息性摘要。综述文章可写指示性或信息/指示性摘要，150字左右。关键词（中英文）要求直扣主题，3～8个。给出中图分类号。详见《中英文摘要书写要求》。 ﹡图表给出简明的中、英文图题和表题，图表应有自明性，
电子功能材料期末总结
无方向的物理量，称为标量（也称零阶张量）。与方向有关的物理量，称为矢量（也称一阶张量）。电场强度、电位移、温度梯度等都是矢量。任何两个相互作用的矢量之间的线性比例关系都形成二阶张量。二阶对称张量:介电常数张量，介电极化率张量、应力张量、应变张量等等；三阶对称张量:压电系数张量、电光系数张量、非线性极化系数张量具有相同原点，且轴比例不变的直角坐标系之间的变换称为正交变换.任何一个二阶对称张量[Tij]在几何上都可以用二阶曲面形象地表示出来,该曲面就称为二阶对称张量的示性面。总之，二阶张量有两个下标，9个分量。标量和矢量也可以归于张量的范畴，标量无下标，称为零阶张量，仅有一个分量；矢量有一个下标，3个分量，称为一阶张量。诺埃曼（Neumann）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。根据晶体的对称性进行坐标系变换（对称变换）时，不仅晶体物理性质本身保持不变，而且对称变换前后的对应分量也保持不变，即变换前后的张量相等。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质，但对偶阶张量都不施加额外的影响。正压电系数和反压电系数是统一的；热释电系数和电致热系数是统一的；热膨胀系数和压致热系数是统一的。晶体的弹性是指外力撤除后，晶体能消除形变恢复原状的性质。应变张量是描述晶体内的一点附近的形变情况的物理量。（应变张量是二阶对称张量）应力矢量是弹性体内任一截面上某点附近单位面积所受到的内力。（应力张量是二阶对称张量）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。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。 原子中的几种磁矩：1.核磁矩和核四极矩2.中子磁矩3.电子轨道磁矩和电子自旋磁矩 不论是自旋磁矩，还是轨道磁矩，都是玻尔磁子M B的整数倍在晶场中的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。H=H w + H λ+ H v + H s + H w H w : 原子内的库仑相互作用，如用n ，l，，m表征的电子轨道只能容纳自旋相反的两个电子，在一个轨道上这两个电子的库仑相互作用能表征的电子轨道只能容纳自旋相反的两个电子，在一个轨道上这两个电子的库仑相互作用能( 相互排斥，能量提高)。。H λ: 自旋- 轨道相互作用能。H v : 晶场对原子中电子相互作用。H s :用与周边原子间的磁相互作用(交换相互作用和磁偶极相互作用交换相互作用和磁偶极相互作用)。H h : 外部磁场对电子的作用( 塞曼能)。 物质磁性分类的原则:A. 是否有固有原子磁矩？B. 是否有相互作用？C. 是什么相互作用？ 1. 抗磁性：没有固有原子磁矩 2. 顺磁性：有固有磁矩，没有相互作用 3. 铁磁性：有固有磁矩，直接交换相互作用 4. 反铁磁性：有磁矩，直接交换相互作用 5. 亚铁磁性：有磁矩，间接交换相互作用 6. 自旋玻璃和混磁性：有磁矩，RKKY相互作用 7. 超顺磁性：磁性颗粒的磁晶各向异性与热激发的竞争 一、抗磁性在与外磁场相反的方向诱导出磁化强度的现象称抗磁性。它出现在没有原子磁矩的材料中，其抗磁磁化率是负的，且很小，χ~10-5 产生的机理：外磁场穿过电子轨道时，引起的电磁感应使轨道电子加速。根据楞次定律，由轨道电子的这种加速运动所引起的磁通，总是与外磁场变化相反，故磁化率是负的。二、顺磁性顺磁性物质的原子或离子具有一定的磁矩，这些原子磁矩耒源于未满的电子壳层(例如过渡族元素的3d壳层)。在顺磁性物质中，磁性原子或离子分开的很远，以致它们之间没有明显的相互作用，因而在没有外磁场时，由于热运动的作用，原子磁矩是无规混乱取向。当有外磁场作用时，原子磁矩有沿磁场方向取向的趋势，从而呈现出正的磁化率，其数量级为c=10-5～10-2 金属自由电子的磁性小结：1)金属的抗磁性和顺磁性都耒自于费密面附近的少数电子;2)抗磁性耒源于自由电子在磁场作用下做螺旋运动；3)顺磁性耒源于磁场的作用使自旋向上、向下的态密度发生变化；4)它们都只能用量子力学耒解释；磁化率与温度无关。三、铁磁性物质具有铁磁性的基本条件：(1)物质中的原子有磁矩；(2)原子磁矩之间有相互作用。四、反铁磁性在反铁磁性中，近邻自旋反平行排列，它们的磁矩因而相互抵消。因此反铁磁体不产生自发磁化磁矩，显现微弱的磁性。反铁磁的相对磁化率χ的数值为10-5到10-2。与顺磁体不同的是自旋结构的有序化。五、亚铁磁性在亚铁磁体中，A和B次晶格由不同的磁性原子占据，而且有时由不同数目的原子占据，A和B位中的磁性原子成反平行耦合，反铁磁的自旋排列导致一个自旋未能完全抵消的自发磁化强度，这样的磁性称为亜铁磁性。六、自旋玻璃与混磁性自旋玻璃态出现在磁稀释的合金中，在那里磁性原子的自旋被振荡的RKKY交换相互作用无规地冻结。混磁性：在非磁性基体中，掺杂磁性原子的浓度大于自旋玻璃的浓度，各种交换相互作用混合的自旋系统。七、超顺磁性铁磁性颗粒比单畴临界尺寸更小时，热运动对粒子影响很大，在一定温度下，粒子的行为类似于顺磁性，如果不加外磁场，它们将很快的失去剩磁状态，这个現象称为超顺磁性。磁有序的各种相互作用：1.经典偶极子相互作用2.交换相互作用3.超交换相互作用4.RKKY相互作用5.双交换相互作用6.库伦相互作用 磁晶各向异性：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。磁晶各向异性常数的测量方法：转矩磁强计磁晶各向异性机理：1、自旋对模型（自旋对模型对金属和合金是适用的。对氧化物和化合物不适用）2、单离子模型磁致伸缩：铁磁性物质的形状在磁化过程中发生形变的现象。磁致伸缩的测量方法：应变片技术感生磁各向异性：1.磁退火效应2.形状各向异性3.交换各向异性4.光感生磁各向异性5.轧制磁各向异性制备非晶态材料的基本原理:高速固化 磁畴的形成:在铁磁体中，交换作用使整个晶体自发磁化到饱和，磁化强度的方向沿着晶体内的易磁化轴，这样就使铁磁晶体内交换能和磁晶各向异性能都达到极小值。但因晶体有一定的大小与形状，整个晶体均匀磁化的结果，必然产生磁极，磁极的退磁场，增加了退磁能(1/2)NIS2。 例如对一个单轴各向异性的钴单晶。( a )图是整个晶体均匀磁化，退磁场能最大( 如果设Is≈103高斯，则退磁能≈106尔格/厘米3 )。从能量的覌点出发，分为两个或四个平行反向的自发磁化的区域( b ),( C )可以大大减少退磁能。 如果分为n个区域(即n个磁畴)，能量约可减少1/n，但是两个相邻的磁畴间的畴壁的存在，又增加了一部分畴壁能。因此自发磁化区域(磁畴)的形成不可能是无限的，而是畴壁能与退磁场能的和为极小值为条件。 形成如图d，e的封闭畴将进一步降低退磁能，但是封闭畴中的磁化强度方向垂直单轴各向异性方向，因此将增加各向异性能。 PPT.3.5 磁畴与技术磁化（22）复制不下来，但是挺重要的。矫顽力是材料在正向加磁场使磁化强度达到饱和，然后去掉磁场，再反向加磁场直到磁化强度为零，其相对应的磁场称为矫顽力。磁滞损耗：在低频区域最重要的损耗是磁滞损耗(磁滞回线所包围的面积磁滞回线所包围的面积)。磁化强度的幅值很小，对应于瑞利区，即由磁滞损耗决定的损耗因子，依赖于磁场的幅值。在高频区，作为磁滞损耗的主要耒源，不可逆的畴壁位移被阻尼，而由磁化强度的转动所替代。涡流损耗：该类型的功率损耗与频率的平方成正比。减小涡流损耗的一种方法是在与磁化强度垂直的一个或两个方向上减小材料的尺寸。提高材料电阻率是减小涡流损耗最有效的方法。 极化的主要机理有三种：电子位移极化、离子位移极化和固有电矩的转向极化。有极性分子的离子位移极化率和离子半径的立方应具有相同的数量级，亦即在数量级上接近离子的电子极化率α e 。电场很大，温度很低时，固有偶极矩几乎完全转向电场方向。当P 0 E ＜＜kT 时，固有偶极矩在电场方向的分量平均值与电场时，固有偶极矩在电场方向的分量平均值与电场 E 成正比，与温度T 成反比。在静电场下测得的介电常数称为静态介电常数；在交变电场下测得的介电常数称为动态介电常数。 电介质在电场作用下，都要经过一段时间，极化强度才能达到相应的值。这种现象称为极化弛豫，所经过的这段时间称为弛豫时间。 正压电效应：没有电场作用，只有由于形变而产生电极化的现象逆压电效应：由电场产生形变的现象。压电常数张量是三阶张量，凡是具有中心对称的晶类都不可能具有压电性。机电耦合系数：指压电材料中，与压电效应相联系的弹-电相互作用能密度（亦称压电能密度）与弹性能密度和介电能密度乘积的几何平均值之比。 主要压电材料有钛酸钡(BaTiO3)、钛酸铅(PbTiO3)、钛锆酸铅(PbTi x Zr1-X O3)，简称PZT、聚偏氟乙烯(PVF2) 热释电性：因温度变化而产生极化的现象电生热效应（逆热释电效应）：对热释电晶体绝热施加电场时，晶体的温度将生变化的种现象。 非线性热释电材料(如锆钛酸铅陶瓷PZT和聚偏二氟乙烯PVF2等) 只有极轴与单向相一致的晶体，才能具有热释电性。具有热释电效应的材料：硫酸三甘肽（TGS）、钽酸锂(LiTaO3)、铌酸锶钡(SBN)、肽酸铅(PbTiO3)和聚偏氟乙烯(PVF2) 探测器的信号输出与温度的变化率、而不是温度的实际改变成正比 铁电晶体是自发极化可以随外加电场的反向而反向的热释电晶体。凡是铁电晶体必定具有热释电效应，但热释电晶体不一定是铁电晶体。 目前,热释电效应已广泛应用于热探测领域、电子领域, 如红外探测器、功能器件等。 电畴是铁电晶体中自发极化的分子电矩方向排列一致的小区域。 铁电晶体的基本宏观特征：1. 铁电晶体的极化强度P与外加电场E间呈非线性的电滞回线关系2. 铁电体的另一重要特性是存在一个被称作居里点的结构相变温度T C。3. 临界特性，指铁电体的介电性质、弹性性质、光学性质和热学性质，在居里点附近都要出现反常现象.霍尔效应的产生是由于电子在磁场作用下，产生横向移动的结果，离子的质量比电子大得多，磁场作用不足以使它产生横向位移，因而纯离子电导不呈现霍尔效应。利用霍尔效应可检验材料是否存在电子电导。超导现象物质在一定的温度Tc以下时,电阻为零, 并完全排斥磁场(即磁力线不能进入其内部)的现象。超导材料：具有超导现象的材料超导体的宏观性质: 1.零电阻及其临界转变温度, 若在超导体环路内感生一电流，然后在一段时间内观测电流的降低情况，发现其降低程度可表示为,式中，R为环路电阻值，L为环路自感，为观察时间内感生的电流。若R＜10-26Ω·CM，则视为零电阻物质由正常导电态转变为超导态的温度为临界转变温度。2、完全抗磁性和临界磁场强度:超导体处于外界磁场中时，外加的磁场会被排斥在超导体之外，这种现象称为迈斯纳（Meissner）效应，即超导体的完全抗磁性。由于这种抗磁性，当超导体处在外磁场中时，在它表面会形成屏蔽电流。若磁场强度增加，屏蔽电流也会增加。当屏蔽电流密度增加到JC后，超导体便会被破坏而恢复到正常导电态。此时的磁场强度称为临界磁场强度，电流密度JC称为临界电流密度。超导材料的特征及临界参数：转变温度Tc：在一定的温度Tc以下时,电阻为零。临界磁场Bc：当磁场强度超过某一个临界值Bc时, 超导体就转回常态,临界电流密度Jc：当电流密度超过某一个临界值Jc时, 超导体也开始有电阻。 双折射现象:一束自然光射入晶体之后分为两束光的现象.其中一束遵守一般的折射定律，称为常光（o光），另一束不遵守一般的折射定律，称为非常光（e光）. 电光效应:外电场使晶体折射率改变的现象。比较常用的电光晶体:（1）KDP型晶体（2）ABO3型晶体(LiNbO3和LiTaO3)。（3）AB型化合物(ZnS,CdS,GaAs，CuCl) 弹光效应:因机械应力或应变引起晶体折射率发生改变，从而产生人工双折射的现象。 声光效应:当对介质注入超声波时，介质中便有声弹性波传播。在声传播过程中，组成介质的粒子将随超声波的起伏而产生周期性压缩或伸长，这相当于介质中存在着时空作周期性变化的弹性应变。这种应变通过弹光效应使介质各点的折射率随该点的弹性应变而发生相应的周期性变化，从而对光在该介质中传播的特性产生影响，光束在通过这样的介质时将发生衍射或散射现象。声光效应是弹光效应的一种表现形式声光晶体材料：钼酸铅（PbMoO4）和氧化碲(TeO2)磁光效应中应用最多的是法拉第效应和克尔效应。 磁光材料：钇铁石榴石Y3Fe3O12简称（YIG）电光晶体：如磷酸二氘钾、氯化亚铜、钽铌酸钾晶体光折变晶体：如铌酸钾、钛酸钡、铌酸锂、铌酸锶钡等晶体 非线性光学过程的相位匹配：量子系统应服从能量守恒和动量守恒定律。通过角度相位匹配（利用折射率曲面）或温度相位匹配常见的非线性光学效应：1.光混频（和频，差频，倍频）2.光参量振荡3.晶体的光折变效应光折变效应（光致折射率变化效应）：指电光材料的折射率在空间调制光强或非均匀光强的辐照下发生相应的变化的现象非线性光学晶体磷酸二氢钾晶体磷酸钛氧钾偏硼酸钡晶体 热膨胀的物理本质：温度变化时材料原子间结合力发生变化。原子间结合力越强，熔点越高，热膨胀系数越低。 按膨胀系数大小又将其分为三种：(1) 低膨胀合金（亦称因瓦合金）。主要用于仪器仪表中随温度变化尺寸近似恒定的元件，如精密天平的臂、标准钟摆杆、摆轮、长度标尺、大地测量基准尺、谐振腔、微波通讯的波导管、标准频率发生器等。还用作热双金属的被动层。FeNi36因瓦合金，Fe-Ni-Co系超因瓦合金，不锈因瓦合金：如FeCo54Cr9，Fe-Co-Zr系非晶合金，Ni36、Ni42、Ni50(2) 定膨胀合金。由于这种合金与玻璃、陶瓷或云母等的膨胀系数接近，可与之匹配（或非匹配）封接，所以又称为封接合金。被广泛地应用于电子管、晶体管、集成电路等电真空器件中作封接、引线和结构材料。Ni29Co18、