压电半导体(piezoelectricsemiconductor)中学物理百科-word文档

半导体物理与器件什么是半导体物理？半导体物理是研究半导体材料的物理性质和行为的学科。

半导体是一种电阻介于导体和绝缘体之间的材料。

在常规的物理中，导体是电流的快速传输介质，而绝缘体几乎不导电。

而半导体则具有介于两者之间的导电特性，并且可以通过控制外部电压或温度来改变其导电能力。

半导体器件的发展随着半导体物理的深入研究，人们逐渐认识到半导体材料的巨大潜力。

在上个世纪的50年代，第一个晶体管被发明。

晶体管是一种利用半导体材料特性实现放大和开关功能的器件。

它取代了以前广泛使用的真空管，成为现代电子技术的基础。

随后，各种各样的半导体器件相继发展出来，如二极管、场效应晶体管（FET）和集成电路（IC）等。

半导体器件的原理二极管二极管是最简单的半导体器件之一。

它由一个P型半导体和一个N型半导体组成。

这两个半导体通过P-N结相连接。

当施加正向电压时，P型半导体接近正极，N型半导体接近负极，电流能够流动；当施加反向电压时，P-N结会形成一个耗尽区，电流无法通过。

因此，二极管可以将交流信号转换为直流信号。

场效应晶体管（FET）场效应晶体管是一种使用电场控制电流的器件。

它由一个N型或P型半导体构成的通道和两个控制端组成。

当一个电压加到控制端时，电场会调整通道中的电荷分布，进而控制电流的流动。

FET具有高输入阻抗、低输出阻抗和较低的功耗，因此在放大和开关应用中得到广泛应用。

集成电路（IC）集成电路是将大量的电子元件，如晶体管、电阻、电容等，集成在一个芯片上的器件。

它可以实现复杂的电路功能，并具有小体积、低功耗和高可靠性等优点。

集成电路的发展推动了信息技术的快速发展，使得计算机、通信、消费电子等领域得到了革命性的变革。

半导体器件在现代技术中的应用半导体器件在现代技术中起着举足轻重的作用。

它们广泛应用于各种领域，如通信、信息技术、能源和医疗等。

通信半导体器件在通信领域中起到关键作用。

光纤通信、移动通信、卫星通信等都是基于半导体器件的技术实现的。

压电常数单位压电常数（piezoelectricconstant）是一种物理量，用于衡量物体特别是晶体，在真空中受压力及其他外力作用时发生的电压效应的大小。

它是一种系统性的应力释放效应，是晶体的相对特性，可以从它的结构参数中表示。

它可以帮助我们理解晶体材料的特殊性质，以及如何使用这些性质。

压电常数可以用特定的单位表示，以表明它们的大小。

压电常数的最常用的单位为pC/N，即局部电荷（pC）和正面作用力（N）之比，该单位也称为“泰克”（T）。

它表示力作用在压电材料上所产生的电压效应值。

另一种常用的压电常数单位是毫米乙烯，也称为mmEv，即毫米乙烯型电压（Er）。

它表示晶体在真空中受力时所产生的电压效应强度。

它是描述晶体材料具体压电传感能力的指标。

压电常数的度量单位也可以以其他方式表示，如力常数（K）、电荷常数（C/N）、力矩常数（J/C）等。

这些有助于更好地理解物体的压电效应，以便在实际应用中有效地利用物体的压电效应。

压电常数单位可能会随不同材料及其构造而变化。

一般来说，压电效应随温度和晶体结构及其结构参数的变化而变化。

例如，一种压电晶体可能在同一温度下，只要晶体结构参数有所变化，就会有不同的压电特性。

因此，当测量和分析压电常数时，需要注意晶体结构参数的变化，以便测量和分析更准确的压电常数值。

在实际应用中，压电常数单位的测量可以使用专业的压电仪来进行。

压电仪是一种特殊的仪器，用于测量压电材料在真空中受力后产生的电压效应。

它采用微弱的电压源，以及利用陶瓷片和微型力计对晶体施加压力，以测量晶体的压电效应。

压电常数单位在工业界有着重要意义。

它可以帮助我们理解晶体材料的特性，以及如何利用这些特性来进行有效的应用。

压电常数单位的测量是掌握晶体物体的重要步骤，它可以为物理理论的发展和工业应用提供重要的参考数据。

压电常数是用来衡量物体对压力及其他外力作用时所产生的电压效应的量，它可以用不同的度量单位来表示，帮助我们更好地理解晶体材料的特性和性能，从而在实际应用中发挥其优点。

【初中物理】初三物理半导体的电学知识大全【—
初三
物理半导体的电学知识大全】半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。

半导体
半导体(semiconductor)，指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。

我们通常将导电性差或较差的材料称为绝缘体，如金刚石、人造晶体、琥珀、陶瓷等。

导电性好的金属，如金、银、铜、铁、锡和铝，被称为导体。

导体和绝缘体之间的材料可
以简单地称为半导体。

与导体和绝缘体相比，半导体材料的发现是最新的。

直到20世纪
30年代，材料净化技术得到改进，半导体的存在才真正得到学术界的认可。

分类
半导体的分类按其制造工艺可分为：集成电路器件、分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、存储器等类别。

一般来说，这些将被分为小类。

此外，还有基于应用领域和设计方法的分类方法。

虽然它们并不常用，但仍然根据IC、LSI、VLSI（超大规模LSI）及其
规模进行分类。

此外，还可以根据处理后的信号将方法分为模拟、数字、模数混合和功能
分类。

特点
半导体的五大特性：掺杂、热敏性、光敏性、负电阻率、温度特性和整流特性。

★在形成晶体结构的半导体中，人为地掺入特定的杂质元素，导电性能具有可控性。

★ 在光照和热辐射条件下，其电导率发生明显变化。

物质存在的形式多种多样，固体、液体、气体、等离子体等等。

都可以看成不同的导
体或是绝缘体。

压电陶瓷材料在我们的生活中随处可见的物质，材料的发展深深的影响着人们的生活质量，同时也是我们人类社会进步和文明的重要标志。

随着社会的进步和发展，电子陶瓷材料在信息技术中占有非常重要的作用，常常被用来制作一些重要的电子元器件如：传感器、电容器、超声换能器。

因此，高性能的电子陶瓷材料是信息技术发展和研究的重要方向。

压电陶瓷是一种具有压电性能的多晶体,是信息功能陶瓷的重要组成部分。

其具有机电耦合系数高(压电振子在振动过程中，将机械能转变为电能，或将电能转变为机械能的效率)、价格便宜、易于批量生产等优点,已被广泛应用于社会生产的各个领域,尤其是在超声领域及电子科学技术领域中,压电陶瓷材料已逐渐处于绝对的支配地位,如医学及工业超声检测、水声探测、压电换能器、超声马达、显示器件、电控多色滤波器等。

1.压电陶瓷性能1.1压电性压电陶瓷最大的特性是具有正压电性和逆压电性。

正压电性是指某些电介质在机械外力作用下,介质内部正负电荷中心发生相对位移而引起极化,从而导致电介质两端表面内出现符号相反的束缚电荷。

反之,当给具有压电性的电介质加上外电场时,电介质内部正负电荷中心不但发生相对位移而被极化,同时由于此位移而导致电介质发生形变,这种效应称之为逆压电性。

1.2介电性能材料在电场作用下，表现出对静电能的储蓄和损耗的性质，通常用介电常数（ε r ）和介质损耗（tanδ）来表示。

当在两平板之间插入一种介质（材料）时，电容C将增加，此时电容 C与真空介质时该电容器的电容量 C0的比即为相对介电常数k：k＝C/C＝ (εA/d)/（ε0A/d）＝ε/ε（ε—真空介电常数：8.854×10－12F/m）当一个正弦交变电场V＝Vexpiωt施加于一介电体上时，电荷随时间而变化而产生了电流Ic， Ic在无损耗时比 V 超前90°。

但实际是有损耗的。

有损耗时，总电流超前电压不再是90°而是90°-δ。

材料专业英语词汇表格整理材料专业英语词汇是材料科学与工程领域的专业术语，涉及到材料的种类、性质、制备、表征、应用等方面。

本文根据不同的分类标准，整理了一些常用的材料专业英语词汇，并用表格的形式展示了它们的中英文对照。

本文旨在帮助材料专业的学习者和研究者掌握和使用这些专业词汇，以便于进行国际交流和学术研究。

一、按材料种类分类材料按照其组成和结构的不同，可以分为金属、陶瓷、聚合物、复合材料等几大类。

下表列出了这些材料类别及其子类别的中英文对照。

中文英文金属metal铁iron钢steel铝aluminum铜copper镍nickel锌zinc钛titanium镁magnesium锡tin铅lead铂platinum金gold银silver合金alloy不锈钢stainless steel铝合金aluminum alloy铜合金copper alloy镍基合金nickel-based alloy钛合金titanium alloy陶瓷ceramic氧化铝alumina氮化硅silicon nitride碳化硅silicon carbide氧化锆zirconia玻璃glass玻璃陶瓷glass-ceramic磁性陶瓷magnetic ceramic压电陶瓷piezoelectric ceramic中文英文超导陶瓷superconducting ceramic聚合物polymer聚乙烯polyethylene聚丙烯polypropylene聚氯乙烯polyvinyl chloride聚苯乙烯polystyrene聚碳酸酯polycarbonate聚酰亚胺polyimide尼龙nylon聚酯纤维polyester fiber聚酰胺纤维polyamide fiber二、按材料性质分类材料按照其具有的特殊性质，可以分为导电材料、半导体材料、绝缘材料、光学材料、功能材料等几大类。

下表列出了这些材料性质及其相关的专业词汇的中英文对照。

半导体物理知识点总结-半导体物理总结一、半导体物理知识大纲Ø 核心知识单元A：半导体电子状态与能级（课程基础——掌握物理概念与物理过程、是后面知识的基础）è 半导体中的电子状态（第1章）è 半导体中的杂质和缺陷能级（第2章）Ø 核心知识单元B：半导体载流子统计分布与输运（课程重点——掌握物理概念、掌握物理过程的分析^p 方法、相关参数的计算方法）è 半导体中载流子的统计分布（第3章）è 半导体的导电性（第4章）è 非平衡载流子（第5章）Ø 核心知识单元C：半导体的基本效应（物理效应与应用——掌握各种半导体物理效应、分析^p 其产生的物理机理、掌握具体的应用）è 半导体光学性质（第10章）è 半导体热电性质（第11章）è 半导体磁和压阻效应（第12章）二、半导体物理知识点和考点总结第一章半导体中的电子状态本章各节内容提要：本章主要讨论半导体中电子的运动状态。

主要介绍了半导体的几种常见晶体结构，半导体中能带的形成，半导体中电子的状态和能带特点，在讲解半导体中电子的运动时，引入了有效质量的概念。

阐述本征半导体的导电机构，引入了空穴散射的概念。

最后，介绍了Si、Ge和GaAs的能带结构。

在1.1节，半导体的几种常见晶体结构及结合性质。

（重点掌握）在1.2节，为了深入理解能带的形成，介绍了电子的共有化运动。

介绍半导体中电子的状态和能带特点，并对导体、半导体和绝缘体的能带进行比较，在此基础上引入本征激发的概念。

（重点掌握）在1.3节，引入有效质量的概念。

讨论半导体中电子的平均速度和加速度。

（重点掌握）在1.4节，阐述本征半导体的导电机构，由此引入了空穴散射的概念，得到空穴的特点。

（重点掌握）在1.5节，介绍回旋共振测试有效质量的原理和方法。

（理解即可）在1.6节，介绍Si、Ge的能带结构。

（掌握能带结构特征）在1.7节，介绍Ⅲ-Ⅴ族化合物的能带结构，主要了解GaAs的能带结构。

压电材料压电材料（piezoelectric material），受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。

1880年，法国物理学家P. 居里和J.居里兄弟发现，把重物放在石英晶体上，晶体某些表面会产生电荷，电荷量与压力成比例。

这一现象被称为压电效应。

随即，居里兄弟又发现了逆压电效应，即在外电场作用下压电体会产生形变。

压电效应的机理是：具有压电性的晶体对称性较低，当受到外力作用发生形变时，晶胞中正负离子的相对位移使正负电荷中心不再重合，导致晶体发生宏观极化，而晶体表面电荷面密度等于极化强度在表面法向上的投影，所以压电材料受压力作用形变时两端面会出现异号电荷。

反之，压电材料在电场中发生极化时，会因电荷中心的位移导致材料变形。

利用压电材料的这些特性可实现机械振动（声波）和交流电的互相转换。

因而压电材料广泛用于传感器元件中，例如地震传感器，力、速度和加速度的测量元件以及电声传感器等。

压电材料压电陶瓷，当用户按下点火装置的弹簧时，传动装置就把压力施加在压电陶瓷上，使它产生很高的电压,进而将电能引向燃气的出口放电。

于是，燃气就被电火花点燃了。

压电陶瓷的这种功能就叫做压电效应。

压电效应的原理是，如果对压电材料施加压力，它便会产生电位差（称之为正压电效应），反之施加电压,则产生机械应力（称为逆压电效应）。

如果压力是一种高频震动，则产生的就是高频电流。

而高频电信号加在压电陶瓷上时，则产生高频声信号（机械震动），这就是我们平常所说的超声波信号。

也就是说，压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能，这种相互对应的关系确实非常有意思。

压电材料可以因机械变形产生电场，也可以因电场作用产生机械变形，这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用。

例如，压电材料已被用来制作智能结构，此类结构除具有自承载能力外,还具有自诊断性、自适应性和自修复性等功能，在未来的飞行器设计中占有重要的地位。

第一类是无机压电材料，分为压电晶体和压电陶瓷，压电晶体一般是指压电单晶体；压电陶瓷则泛指压电多晶体。