电荷输运机制教学教材
人教版-物理-九年级全一册-第15章第一节电荷、电流和电路教案
【同步教育信息】一. 本周教学内容：人教八上第5章第一节电荷、电流和电路教案（1）了解摩擦起电现象。
（2）了解电荷间的相互作用。
（3）了解自由电子及元电荷的概念。
（4）了解电荷可以在导体中定向移动。
（5）了解什么是导体，什么是绝缘体。
（6）初步认识电流、电路及电路图。
（7）知道电源和用电器。
（8）从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。
二. 重点、难点：（一）重点：1. 电荷当物体相互摩擦时，物体内原子发生电子转移，失去电子变为带正电的离子，物体带正电荷；得到电子的原子变为带负电的离子，物体带负电荷。
2. 电荷间的相互作用规律带正电的物体相互靠近时排斥。
带负电的物体相互靠近时也排斥，带负电物体靠近带正电的物体时相互吸引。
3. 电路和电路图的画法：①电路元件的符号要用统一规定的，不能自造符号。
②合理安排元件符号，使之均匀分布在电路中，具有对称性，符号不能画在拐角处。
③电路图最好呈长方形，简洁美观，大小比例适中。
④连接电路时，开关要断开。
4. 电流：①电荷的定向移动形成电流，电路中有电流必须满足有电源和通路两个条件。
②电流方向要分清电源外部电流是从正极到负极，而电源内部电流是从负极到正极。
（二）难点：1. 两种电荷：自然界中的带电体与绸子摩擦的玻璃棒，相互吸引，一定与毛皮摩擦的橡胶棒相互排斥；反之与绸子摩擦的玻璃棒相互排斥，一定与毛皮摩擦的橡胶棒相互吸引。
2. 验电器：只能检验物体是否带电，不能判断物体带电荷的性质。
3. 断路和短路是电路的故障。
正常的电路在工作时是不允许存在这两种状态的。
（三）易错点：导体和绝缘体之间没有绝对的界限。
只是它们的导电能力有较大差异。
在某些条件下，导体和绝缘体可以相互转化。
三. 知识分析：电荷（一）知识要点1. 电荷2. 验电器3. 电荷从哪里来4. 自由电子可移动（二）学法点拨本节的内容比较抽象，要多观察与实验，以增强感性认识。
摩擦起电现象：一个与另一物体相互摩擦后能吸引轻小物体，我们就说这个物体带了“电荷”。
物理：1.1《电荷及电荷守恒》精品教案(新人教版选修3-1)
选修3-1第一章1.1电荷及其守恒定律一、教材分析本节从物质微观结构的角度认识物体带电的本质，使物体带电的方法。
给学生渗透看问题要透过现象看本质的思想。
摩擦起电、两种电荷的相互作用、电荷量的概念初中已接触，电荷守恒定律对学生而言不难接受，在此从原子结构的基础上做本质上分析，使学生体会对物理螺旋式学习的过程二、教学目标（一）知识与技能1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念．2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开．3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．4．知道电荷守恒定律．5．知道什么是元电荷．（二）过程与方法1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。
（三）情感态度与价值观通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质三、教学重点难点重点：电荷守恒定律难点：利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。
四、学情分析本节关键是做好实验，从微观分析产生这种现象的原因。
有了使物体带电的理解，电荷守恒定律便水到渠成，进一步巩固高中的守恒思想。
培养学生透过现象看本质的科学习惯。
通过阅读材料，展示物理学发展中充满睿智和灵气的科学思维，弘扬前辈物理学家探寻真理的坚强意志和科学精神五、教学方法使用幻灯片时充分利用它的高效同时，尽量保留黑板的功能始终展示本节课的知识框架。
在条件允许的情况下努力使实验简化，给学生传递这样一个信息──善于从简单中捕捉精彩瞬间，从日常生活中发现和体验科学（阅读材料）。
练习题设计力求有针对性、导向性、层次性六、课前准备毛皮橡胶，玻璃验电器七、课时安排1课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑（二）情景引入、展示目标今天开始我们进入物理学另一个丰富多彩，更有趣的殿堂，电和磁的世界。
电荷输运机制及介质中扩散模型探索
电荷输运机制及介质中扩散模型探索电荷输运机制是电子学和材料科学中的一个重要研究领域。
了解电荷在介质中的输运机制对于设计和优化电子器件，以及理解材料的电学性质具有重要意义。
本文将探索电荷输运机制及介质中扩散模型，并提供相关领域的最新研究进展。
首先，我们需要了解什么是电荷输运机制。
简单来说，电荷输运机制指的是电荷在材料或介质中传输的方式。
根据电子或空穴的传输方式，可以将电荷输运机制分为两大类：迁移和扩散。
迁移是指电子或空穴在外电场或浓度梯度作用下的定向传输，而扩散则是指电子或空穴在材料中自由运动的随机传输。
对于迁移机制，最常见的是简单迁移和复合迁移。
简单迁移是指电子或空穴在晶体中移动的过程中不发生再复合的现象。
在简单迁移过程中，电子或空穴的传输主要受到晶格缺陷、杂质和表面效应的影响。
复合迁移是指电子和空穴在移动过程中发生再复合的现象。
复合迁移会影响电子和空穴的流动速度和浓度分布。
而对于扩散机制，我们可以通过扩散方程来描述电荷的传输。
在扩散过程中，电子或空穴的运动被看作是随机过程，其传输速度和方向受到热运动的影响。
扩散机制主要受到浓度梯度、电荷密度和电势变化的影响。
除了了解电荷输运机制，研究者们还在努力探索介质中的扩散模型。
扩散模型是用来描述电荷在介质中扩散的数学模型。
常见的扩散模型有经典扩散模型和非经典扩散模型。
经典扩散模型是基于弥散理论的，可以用弗里德里希斯扩散方程来描述。
该方程描述了扩散物质在空间和时间上的分布，并用扩散系数来表示扩散速率。
经典扩散模型适用于低温下的晶体和玻璃材料，以及较小浓度梯度的情况。
相比之下，非经典扩散模型考虑了介质中的扰动、杂质和缺陷等因素对扩散过程的影响。
非经典扩散模型可以用来研究高温下的材料和扩散界面的动力学行为。
常见的非经典扩散模型有表面扩散模型、体内扩散模型和界面扩散模型等。
最新的研究进展表明，扩散模型的改进和精确描述对于理解电荷输运机制至关重要。
研究人员通过引入复杂的数学方法和模型，以及借鉴计算机模拟和实验数据，提高了扩散模型的准确性和预测能力。
光电转换中的电子传导和电荷输运
光电转换中的电子传导和电荷输运近年来，光电转换技术已经成为了新能源领域的一个热门技术。
它能够将太阳能辐射转换成行动能，从而实现能量的可持续利用。
这种技术的核心在于电子传导和电荷输运，这一过程决定了光电转换器件的性能和效率。
一、电子传导电子传导是指电子在材料中的运动。
无论是有机还是无机材料都可以参与电子传导。
当材料受到外部光照时，材料中的电子将被激发并开始运动。
在材料内部的电子运动过程中，电子会发生反复的散射和向前的跳跃。
一般来说，电子在固体材料中的传导是由三种机制共同作用而产生的：（1）自由电子在基态中与晶格相互作用导致的阻尼传导；（2）过渡态在材料中非常少，由化学偶素、掺杂和界面等位阶不连续点提供能量，电子在价带、导带之间跃迁产生的能带传导；（3）能带间的直接相互重叠引起的宏观能态特性产生的相干传导。
在不同电子传导机制之间存在相互竞争的情况。
传统的固态材料主要通过调控材料内部的能带结构和界面特性来改善电子传导性能。
这些方法包括掺杂、材料配合和界面工程等。
二、电荷输运电荷输运是指在光电器件中电荷在材料中的输送过程。
电荷输运主要由电子失去电荷，离开入射及相邻吸光材料而进入另一材料，进入相应位置的空穴依次传输至电荷收集系统等组成。
输运电荷穿越多个界面，其失去能量，产生热，产生零散散射，多次产生复合等影响。
这些影响会影响电荷的输运效率，从而影响到光电器件的性能。
电荷输运存在的问题是多方面的，主要包括电荷复合、界面势垒、界面缺陷和界面电场等。
这些问题在电荷输运过程中都会对电荷的输运效率造成不同程度的影响。
因此，研究在输运模型中不同的复合通道和不同方法的电荷迁移率，能最大程度地优化光电器件的性能。
三、总结在光电转换技术中，电子传导和电荷输运是决定光电转换器件性能的关键因素。
在电子传导方面，传统的固态材料主要通过改善材料内部的能带结构和界面特性来提高电子传导性能。
而在电荷输运方面，解决电荷复合、界面势垒、界面缺陷和界面电场等问题，能够最大程度地优化光电器件的性能。
2024-2025版高中物理第一章静电场1电荷及其守恒定律教案新人教版选修3-1
结合电荷及其守恒定律内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。
鼓励学生分享学习电荷及其守恒定律的心得和体会，增进师生之间的情感交流。
（六）课堂小结（预计用时：2分钟）
简要回顾本节课学习的电荷及其守恒定律内容，强调重点和难点。
肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。
布置作业：
根据本节课学习的电荷及其守恒定律内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。
教学方法与策略
1.教学方法：本节课的教学方法主要包括讲授、讨论、实验和项目导向学习等。讲授法用于向学生传授电荷及其守恒定律的基本概念和理论；讨论法用于引导学生深入思考和探讨电荷守恒定律的内涵和应用；实验法用于让学生亲身体验和观察电荷的行为和相互作用；项目导向学习法用于培养学生的自主学习能力和团队合作精神。
教学流程
（一）课前准备（预计用时：5分钟）
学生预习：
发放预习材料，引导学生提前了解电荷及其守恒定律的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。
设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习电荷及其守恒定律内容做好准备。
教师备课：
深入研究教材，明确电荷及其守恒定律教学目标和电荷及其守恒定律重难点。
准备教学用具和多媒体资源，确保电荷及其守恒定律教学过程的顺利进行。
核心素养目标
本节课的核心素养目标主要包括物理观念、科学思维、科学探究和科学态度四个方面。
1.物理观念：通过学习电荷及其守恒定律，使学生能够建立正确的电荷观念，理解电荷的性质和相互作用，形成对电荷的完整认识。
2.科学思维：培养学生运用科学思维方法分析和解决电荷相关问题的能力，如运用逻辑推理、归纳总结等方法，深入理解电荷守恒定律的内涵和外延。
2.电荷的守恒定律：电荷不会产生也不会消灭，只会从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分。在转移的过程中，电荷的总量保持不变。
高中物理人教版选修3-11.1电荷及其守恒定律教案-教学文档
第一节、电荷及其守恒定律
教学目标
重点：电荷守恒定律
难点：利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。
教学过程：
【板书】第一章 静电场
复习初中知识：
【板书】自然界中的两种电荷
正电荷和负电荷： 把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷， 用正数表示． 把用毛皮摩擦过
的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数表示．
（2）电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢
量和． 先分析方法（ P13-14）后举例：先在同一直线再不在同一直线。
例如：课本图 1.3-3 中 P 点的场强，等于＋ Q1在该点产生的场强 E1 和 Q2在该点产生的场强 E2 的
矢量和． 从而使学生进一步理解到， 任何带电体都可以看做是有许多点电荷组成的． 利用点电荷场
先把 A 和 B 分开，然后移开 C，可以看到 A 和 B 仍带有电荷；如果再让 A 和 B 接触，他们就不再带
电．这说明 A 和 B 分开后所带的是异种等量的电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和．
【板书】（4）、静电感应：把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象。利用静电感应使物
体带电，叫做感应起电．
强的计算公式及叠加原理就可以计算出其周围各点场强．
◎组织学生讨论课本中的【说一说】 ，由学生讨论后归纳：
（1）关于静电平衡（ 2）静电平衡后导体内部电场的特点：
①处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零 （注意：这时的场强是合场强，即外电场和感应
电场的叠加）②处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外表面上。
第二节、库仑定律（ 1 课时） 教学目标 重点：掌握库仑定律 难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算 教学过程：（一）复习上课时相关知识 （二）新课教学【板书】 ---- 第 2 节、库仑定律 提出问题：电荷之间的相互作用力跟什么因素有关？ 【演示】：带正电的物体和带正电的小球之间的相互作用力的大小和方向．使同学通过观察分析出 结论 ( 参见课本图 1.2 － 1) ． 【板书】：1、影响两电荷之间相互作用力的因素： 1．距离． 2．电量． 2、库仑定律 内容表述： 力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比， 跟它们的距离的二次方成反比． 作用力 的方向在两个点电荷的连线上
2020春新教材高中物理第9章静电场及其应用第1节电荷教案新人教版必修第三册
第1节电荷核心素养物理观念科学思维科学探究知道元电荷、比荷、电荷量、静电感应的概念。
能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析带电现象。
1.通过实验，知道自然界中的两种电荷及其相互作用。
2.通过多种方式知道使物体带电的三种方法。
知识点一电荷及起电方式[观图助学]以上四个图，均发生了带电现象，物体带电是怎么回事？电荷有哪些特性？怎样使物体带上电呢？1.两种电荷(1)电荷的分类①正电荷：和用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷性质一样的电荷。
②负电荷：和用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷性质一样的电荷。
(2)电荷的性质：同号电荷相互排斥，异号电荷相互吸引；且带电体有吸引轻小物体的性质。
2.物质的微观结构(1)原子结构原子⎩⎪⎨⎪⎧原子核⎩⎪⎨⎪⎧质子：带正电中子：不带电核外电子：带负电(2)原子电性：原子核的正电荷的数量与核外电子负电荷的数量一样多，整个原子对外界表现为电中性。
(3)离子的电性：失去电子的原子为带正电的离子；得到电子的原子为带负电的离子。
3.摩擦起电两个物体相互摩擦时，电子从一个物体转移到另一个物体，原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电，丢失电子的物体则带正电。
4.感应起电(1)自由电子：金属中离原子核较远的能脱离原子核的束缚而在金属中自由活动的电子。
(2)静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷的现象。
(3)感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程。
[思考判断](1)两个正电荷之间的作用力为斥力，两个负电荷之间的作用力为引力。
(×)(2)摩擦起电是创造电荷的过程。
(×)(3)玻璃棒和其他物体摩擦后不一定带正电。
(√)知识点二电荷守恒定律及元电荷[观图助学]如上图，甲、乙两同学各拿一带电小球做实验时不小心两小球接触了一下，结果两小球都没电了。
电荷到哪里去了呢？是否违背了电荷守恒定律？1.电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变，这个结论叫作电荷守恒定律。
人教版九年级物理全一册第十五章第1节两种电荷(教案)
教案：人教版九年级物理全一册第十五章第1节两种电荷一、教学内容1. 电荷的定义：正电荷和负电荷。
2. 电荷的性质：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
3. 电荷的单位：库仑。
4. 摩擦起电的原理：物体相互摩擦时，电荷的转移。
5. 静电现象：例如静电吸附、静电放电等。
二、教学目标1. 让学生了解电荷的定义、性质和单位，理解摩擦起电的原理，掌握静电现象。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 激发学生对物理学科的兴趣，培养学生的观察力、思维能力和实践能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点：电荷的性质和摩擦起电的原理。
2. 教学重点：电荷的定义、性质和单位，摩擦起电的原理，静电现象。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、实验器材（如丝绸、玻璃棒、毛皮、橡胶棒等）。
2. 学具：笔记本、笔、实验报告册。
五、教学过程1. 实践情景引入：讲解生活中常见的静电现象，如脱衣服时产生的静电、梳子梳头发时产生的静电等，引导学生关注静电现象。
2. 知识讲解：（1）电荷的定义：正电荷和负电荷。
（2）电荷的性质：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
（3）电荷的单位：库仑。
（4）摩擦起电的原理：物体相互摩擦时，电荷的转移。
3. 实验演示：（1）丝绸摩擦玻璃棒，观察玻璃棒带电现象。
（2）毛皮摩擦橡胶棒，观察橡胶棒带电现象。
4. 随堂练习：（1）判断正误：丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
（2）完成实验报告册上的相关题目。
5. 知识拓展：静电现象在生活中的应用和防止。
六、板书设计两种电荷1. 电荷的定义正电荷负电荷2. 电荷的性质同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引3. 电荷的单位库仑4. 摩擦起电的原理物体相互摩擦时，电荷的转移5. 静电现象静电吸附静电放电七、作业设计1. 判断正负电荷的题目：（1）丝绸摩擦过的玻璃棒带____电。
（2）毛皮摩擦过的橡胶棒带____电。
2. 解释生活中遇到的静电现象，并说明其原理。
人教版(2019)高二物理必修第三册9.1电荷教学设计
人教版高中物理必修3第1节电荷教学设计荷和负电荷。
迄今为止，人们没有发现对这两种电荷都排斥 或都吸引的电荷。
所以自然界的电荷只有两种：正 电荷和负电荷。
① 被丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷命需为 正电荷，用” + “表示。
② 被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷命名为 负电荷，用”-"表示。
（2）两种电荷间的相互作用规律同种电荷相互排斥：异种电荷相互吸引。
2.电荷量（1） 泄义：电荷的多少叫作电荷量，用Q 或 q 来表示。
（2） 单位：它的单位是库仑，简称库，符号是C 。
正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为 负值。
（3） 比较电荷带电的多少，要比较的是苴电 荷量的绝对值，绝对值大的带电多。
尽管电荷戢有 正负值（正号一般省略），要知道这里的“ + ” “一” 号代表电荷的种类，与数学中的正负号的含义不 同。
观看图片说岀 物质的微观结 帮助学生理解整个原子对外界表阅读课文了解 电荷的种类和 两种电荷间的 相互作用规律 让学生掌握自然 界的电荷只有两种：正电荷和负 电荷，同种电荷相互排斥：异种 电荷相互吸引等 基础知识阅读课文掌握 电荷量定义以 及单位知道比 较电荷带电的多少，要比较 的是其电荷量 的绝对值，绝 对值大的带电 多。
锻炼学生的自主 学习的能力质子（正电）原子核（正电）原子中子（不帯电）（中性）—核外电子（负电）每个原子中质子的正电荷数量与电子的负电荷数星一样多，所以整个原子对外界表现为电中性。
质子和中子之间有强相互作用核力的作用。
离原子核较远的核外电子容易受到外界的作用而脱离原子。
（2）金属的微观结构模型①金属中原子的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动，这种电子叫作自由电子。
②失去自由电子的原子便成为带正电的离子。
岀示图片：金属的微观结构模型教师讲解：每个正离子在金属内部排列起来，它们都在自己的平衡位置附近振动而不移动，只有自由电子穿梭貝中这就使金属成为导体。
注意：绝缘体中几乎不存在能自由移动的电荷。
生物大分子的电荷输运机理
生物大分子的电荷输运机理生物大分子是指在生物体内存在的大分子化合物，如蛋白质、核酸、多糖等。
这些分子在生物体内扮演着重要的生理和生化功能，因此了解生物大分子的性质和机理对于研究生物学、生物化学以及生物医学等领域都具有重要意义。
其中，电荷输运机理是生物大分子中一个非常重要的方向。
电荷输运是指在电场作用下，电荷在介质中的移动。
在生物大分子中，电荷输运与分子间的相互作用密切相关，对于生物大分子的结构和功能都有着重要的影响。
一、电荷输运的理论基础在生物大分子中，电荷输运的机理可以被解释为量子力学中的电子传输。
根据电子传输的理论，分子的电荷运动受到一系列参数的制约，如距离、能量、振动等。
这些参数可以被描述为分子的能带结构，其中包含能量分级和相应电子状态的描述。
此外，分子中的电荷传输可以被看作是在分子中的有机分子与无机固体之间的电荷传输。
这种电荷传输受到不同类型的相互作用的影响，如电子-电子、电子-声子、电子-离子等。
这些相互作用可以被看作是在分子中的电子输运中的阻抗。
二、电荷输运的实验研究电荷输运的实验研究主要集中在生物大分子中的电导率、电阻率与介电常数等物理性质的研究。
电导率和电阻率反映了电荷在分子中的移动速度和受到的阻力大小，介电常数则反映了分子中电荷的分布情况和相互作用等。
在实验中，电导率和电阻率的测量可以通过在分子中施加电场，测量电流和电压的关系得到分子的电导率和电阻率。
介电常数的测量可以通过分子摩擦频率的改变所产生的介电谱来确定。
这些实验的结果有助于我们理解生物大分子中电荷的输运机理。
三、电荷输运的生物学意义生物大分子中电荷输运的机理与生物学和生物医学领域有着密切的关系。
例如，生物大分子中的电荷输运可以影响氧气运输和储存。
在血红蛋白和血格蛋白中，带有电荷的基团可以影响这些分子的输运和对氧气的亲和力。
此外，电荷输运还可以影响分子之间的作用力和相互作用的强度。
这对于分子的自组装和分子生物学有着重要的意义。
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电荷输运机制表1几种电荷输运机制的能带示意图，电流特性公式及电流对温度、电压的依赖关系q ：电子电荷；V ：外加电压；k ：波尔兹曼常数；n ：理想因子；I s ：饱和电流；J s =I s /A εr ：相对介电常数；ε0：真空介电常数；L ：阴阳两极间距离理解薄膜中电荷的输运机制对于分子电子器件的应用具有重要意义，例如分子二极管、分子晶体管和分子存储元件等。
因此，关于金属电极薄膜中电荷的输运机制的研究已成为纳米材料研究中倍受关注的热点课直接隧穿()()21122222exp 2q V dI S m m d ααϕϕ-⎛⎫= ⎪⎝⎭none I V ∝ G1Fowler –Nordheim 隧穿*3232*42()exp 83FNm Smq I E hm hqE ϕπϕ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭none()2ln 1I V V ∝ G2Schottky 发射效应()2120exp /I SAT e E kT βφ=- ()2ln 1I T T ∝()12ln I V∝ G3Poole-Frankel 效应00()exp PF q qE SV I d kT ϕπεεσ⎛⎫-=- ⎪ ⎪⎝⎭()ln 1I T ∝()12ln I V V∝ G4Hopping传导0exp(-)a E SI V d kTσ=()ln 1I V T ∝I V ∝ G5SCLC 效应2398S S V I dεμθ= none n I V ∝ G6Standarddiode 方程WdMott-Gurney lawnoneJ 1/2 VI-V欧姆传导None有用sclc题。
电荷在金属电极-薄膜-金属电极结构中的输运机制主要有直接隧穿、Fowler –Nordheim 隧穿、Schottky 发射效应、Poole-Frankel 效应、跳跃传导（Hopping conduction ）及空间电荷限制（SCLC ）效应六种，各种输运机制的能带示意图，电流特性公式及电流对温度、电压的依赖关系如表1所示。
直接隧穿和Fowler –Nordheim 隧穿属于非共振遂穿，电流大小均和温度无关，其中直接隧穿适用于小电压范围（eV φ<），电流和电压呈线性关系；Fowler –Nordheim 隧穿适用于较高电压范围（eV φ>），()2ln I V 和1V 呈线性关系。
在小电压范围，美国耶鲁大学Reed G7研究组利用直接隧穿模型研究了饱和烷硫醇自组装薄膜器件在变温条件下的电荷输运机制，并推算出势垒高度φ及衰减系数β。
清华大学陈培毅教授G8等也对烷基硫醇饱和分子结中的电荷输运进行了研究，证实了隧穿为饱和分子结中的主要电荷输运机制。
中国科学技术大学王晓平G9研究组研究了自组装硫醇分子膜输运特征的压力依赖性，分析表明自组装硫醇分子膜输运特征的压力依赖性也主要源于电荷在分子膜中的链间隧穿过程。
在较高电压范围，韩国光州科学研究院Lee G10等观察到饱和烷硫醇自组装薄膜器件电流输运机制由直接隧穿转变为Fowler –Nordheim 隧穿,并研究了不同条件下过渡电压的变化规律。
中科院上海微系统与信息技术研究所董耀旗G11等基于分栅闪存存储器的结构，对多晶硅/隧穿氧化层/多晶硅非平面结构的F-N 隧穿进行了研究。
天津大学胡明教授G12等在研究碳纳米管场发射性能时认为其至少在某一电流密度范围内属于Fowler –Nordheim 遂穿。
直接隧穿和Fowler –Nordheim 隧穿是饱和烷烃自组装薄膜中最常见的两种输运机制，然而对于π共轭分子，由于禁带宽度较小，则有可能是近似共振隧穿机制。
Schottky 发射效应是指在一定温度下, 金属中部分电子将获得足够的能量越过绝缘体的势垒，此过程又称为热电子发射，由电流特性公式可知()2ln I T 和1T 、()ln I 和12V均呈线性关系。
美国匹兹堡大学Perello G13等研究碳纳米管器件时观察到Schottky 发射效应并推算出Schottky 势垒。
北京工业大学聂祚仁G14研究组也通过Schottky 发射效应分析研究了纳米复合W-La 2O 3材料的I-V 曲线并计算了材料的有效逸出功。
如果介质层包含有非理想性结构, 如不纯原子导致的缺陷, 那么这些缺陷将扮演电子陷阱的作用, 诱陷电子的场加强热激发将产生电流，此即为Poole-Frankel 效应。
电流对温度和电压的关系为()ln 1I ∝和()12ln I V V∝。
西安电子科技大学汪家友教授G15等在研究a-C ：F 薄膜电学性能时观察到薄膜在高场区符合Poole-Frankel 机制。
如果介质层缺陷密度很大, 电子的输运将由跳跃传导控制，此时，电流和电压呈线性关系且()ln 1I V T ∝。
美国耶鲁大学周崇武G16等研究Au/Ti/4-thioacetylbiphenyl/Au 分子结时观察到，在负偏压且偏压较小时即属于跳跃传导机制。
新加坡国立大学Nijhuis G17等在研究Ag TS SC 11Fc 2//Ga 2O 3/EGaIn 分子结时也观察到跳跃传导机制。
在自组装薄膜中跳跃传导相对于隧穿机制来说观察到的频率较低，因为目前所研究的分子中长度很少有超过2纳米的。
空间电荷限制效应是指注入具有一定绝缘性电介质中的电子将形成一定的分布，通过这一介质的电流与介质的电导率无关， 只是由介质中出现的空间电荷决定, 故称为空间电荷限制电流效应。
由电流特性公式可知空间电荷限制效应中电流和温度无关。
理想条件下，电流对电压依赖关系中电压上的指数是2；在非理想条件下则是一个大于或等于1的数，表中用n 表示。
清华大学彭晓峰G18 研究组利用空间电荷限制效应解释了KTa 0.65Nb 0.35O 3/SiO 2（100）薄膜在高电场强度下的电学性能。
哈尔滨理工大学雷清泉院士G19研究组研究聚酞亚胺薄膜高场电导特性时，根据空间电荷限制电流与温度的关系,求出了聚酞亚胺薄膜的陷阱能级。
影响金属电极-薄膜-金属电极结构中电荷输运机制的因素较多,目前尚没有一个统一的模型来很好地解释这一输运过程。
现有研究多根据薄膜I-V 曲线不同的阶段的特征应用这些理论模型进行分段模拟，得到势垒高度、衰减系数等参数，然而不同的小组甚至同一小组多次测量会得到不同的结论。
对于这些报道的差异性，究其原因，一方面是技术上不够成熟，如分子与电极间接触不良、电极间的距离不合适、电极间的分子数目很难控制等；另一方面是由于人们对分子特性及电荷输运机制认识不够，不能很好地指导实验G20。
因此科研工作人员进一步推理、发展这些理论模型就显得尤为重要。
这些理论模型可为科研工作人员探索分子器件的工作原理、寻找不同功能的分子材料及设计不同功能的分子器件提供指导，更好地促进分子电子学的发展。
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