华中科技大学电子材料物理复习
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陶聪一世神来之笔一、名词解释二、判断6143第二章：结构缺陷相变（1or2）点群：在有限对称图形中由宏观对称元素组合成的对称元素群。
空间群：由晶体结构的对称操作（点对称操作、平移操作）所组合的对称群。
晶胞：能同时反映晶体周期性和对称性的最小平行六面体重复单元。
对称性：物体由两个或以上的等同部分组成，经过一定空间操作，各部分调换位置后整个物体保持不变的性质。
对称元素：在对称操作中保持不变的点、线、面等几何元素。
（可以是晶体中实际存在，也可以是假想的）晶体场：晶体结构配位多面体中配位负离子对中心正离子所产生的静电势场。
缺陷：通常把晶体点阵结构中周期性势场的畸变称为晶体的结构缺陷。
点缺陷：引起几个原子范围(三维方向尺寸都很小)的点阵结构不完整。
弗伦克尔缺陷：在满足化学计量比晶体中，金属离子脱离格点位置，形成金属填隙，同时产生金属空位。
肖特基缺陷：在满足化学计量比的晶体中，在晶格中同时出现金属空位和氧空位。
相：体系内物理化学性质相同且完全均匀的部分。
可以是纯物质也可以是混合物。
物种数：平衡体系中所含的化学物质数S。
组分数：能够确定平衡体系中所有各相组成的最少物种数n。
自由度：平衡体系中，在一定范围内可以任意独立改变而不致引起体系中旧项消失或新相产生的独立变数。
第三章：电导（2or1）迁移率：载流子在单位电场中的迁移速度。
霍尔效应：金属或半导体薄片置于沿z方向的磁场中，当在x方向有电流流过时，在y方向将产生电动势，这种现象称为霍尔效应。
电解效应：在直流电场作用下，离子发生迁移并在电极附近发生电子得失，产生新的物质。
压敏效应：对电压变化敏感的非线性电阻效应。
PTC效应：施主掺杂的BaTiO3在居里温度附近，电阻率随温度的升高急剧增大的现象。
第四章：介电（1）极化：在电场作用下，介质中正、负电荷发生相对位移，正负电荷中心不重合，从而产生感应电荷。
极化率：单位电场强度下，质点电偶极矩的大小。
极化强度：单位体积内，电偶极矩的矢量和。
局部电场：作用在质点上的电场。
自发极化：在没有外加电场情况下，晶体中每一个晶胞里存在固有电偶极矩，这类极化称作自发极化。
铁电体：在一定温度范围内具有自发极化，且自发极化方向可随外电场作可逆转动的晶体。
弛豫铁电体：具有扩散相变特征，呈现显著弛豫特性，在转变温度Tm以上仍然存在较大的自发极化强度且具有频率色散特性的铁电体。
正压电效应：当某些电介质晶体在外力作用下发生形变，在它的某些表面上成比例出现异号极化电荷的现象。
逆压电效应：在外电场作用下，晶体成比例的产生应变或应力的现象。
热释电效应：温度的变化引起晶体表面荷电的现象。
准同型相变：伴随组分变化而产生的相变。
（MPT）扩散相变：在平缓相变铁电体中，铁电相变不是发生在一定的温度点上，而是发生在一个扩展的温区中，通常将这种扩展于相当温区中的相变称为扩散相变。
第五章：电磁（1）磁化强度：在外磁场H的作用下，材料中因磁矩沿外场方向排列而使磁场强化的量度，其值等于单位体积材料中磁矩的矢量和。
自发磁化：磁性体内任一小区域内的所有原子磁矩由于内部相互作用呈磁有序现象。
磁畴：大小和方向基本一致的自发磁化的小区域（其中的磁矩均朝一个方向排列）。
超交换作用：磁性离子间的交换作用是通过隔在中间的非磁性离子为媒介来实现的。
铁磁体：在很小的外磁场作用下产生很强的磁化强度，M>>H 磁化率可高达101～106，外磁场除去后仍保持相当大的永久磁性，这种磁性称为铁磁性。
亚铁磁体：磁性来自两种不同的磁矩，这两种磁矩平行排列，方向相反，大小不等，两个磁矩之差不为零，就产生了自发磁化现象。
这种磁性称为亚铁磁性或铁氧体磁性。
反铁磁体：有些材料中，在奈耳温度以下时，相邻原子或离子的磁矩呈反方向平行排列，大小相等，总磁矩为零，叫反铁磁性。
顺磁性：材料在外加磁场作用下被磁化，其磁化强度与外磁场方向相同，磁化率为正值但很小（约为10-2~10-5）。
抗磁性：在外磁场作用下，每个电子因发生进动产生感应磁矩，产生的附加磁场方向与外磁场方向相反，故削弱了外磁场。
巨磁阻效应：磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象。
三、简答第二章：（1）1.独立点对称操作种类？1, 2, 3, 4, 6, i, -4, m宏观对称操作：旋转（旋转轴）、反映（镜面）、反演（对称中心）、旋转反演（反轴）；微观对称操作：平移（平移轴）、旋转+平移（螺旋轴）、反映+平移（滑移面）。
2.鲍林规则？第一规则：负离子配位多面体规则；第二规则：电价规则（确定负离子的正离子配位数）；第三规则：多面体组连规则；第四规则：高价低配位多面体远离法则；第五规则：结构简单化法则。
3.BCC，FCC，金刚石，岩盐型，萤石型，钙钛矿型，尖晶石型结构？萤石型：配位数M:O=8：4；正离子面心立方密堆排列；两个负离子也按面心立方点阵排列，但沿空间对角线方向，一组正方向滑移1/4体对角线长，另一组负方向滑移1/4对角线长。
负离子构成的简立方间隙1/2被正离子填充，正是因为它结构不紧密，ZrO2的氧离子可以在晶格中扩散，制作燃料电池。
4.空间群符号如何转成点群符号？将滑移面转换为反映面；将螺旋轴转换为旋转轴。
5.如何根据空间群符号判断点群、布拉菲点阵？（例如Pnma，写出它的点群符号，所属布拉菲格子，以及对称元素含义？）答：立方——第2个对称符号：3或-3；四方——第1个对称符号：4,- 4 , 41, 42 或43；六方——第1个对称符号：6, -6 , 61, 62, 63, 64 或65；三方——第1个对称符号：3, -3 ，31 或32；正交——三个对称符号均为反映面、滑移面、2重旋转轴或螺旋轴；单斜——晶格类型后紧跟一个反映面、滑移面、2重旋转轴或螺旋轴或轴/面符号；三斜——晶格类型后紧跟一个1或-1。
6.判断Mn3O4和Fe3O4是正尖晶石结构还是反尖晶石结构？CFSE的计算：7.点缺陷符号含义？8.书写缺陷反应方程式的基本规则？9.常见热缺陷、组分缺陷、杂志缺陷反应方程式书写（见老师PDF）？10.扩散的机制（四种）？答：间隙扩散机制、空位扩散机制、（离子晶体主要机制）直接交换机制、环形交换机制。
11.一级相变与二级相变的变量与不变量？一级相变：体积V和熵S在相变点不连续；二级相变：定温压缩系数β、定压体积热膨胀系数αP、定压热容C P在相变点不连续。
第三章：（1）12.离子电导材料电导率的影响因素？（温度、晶格结构、晶格缺陷）13.高温下Y稳定ZrO2氧传感器的工作原理（离子电导的应用）？14.载流子浓度与氧分压关系（自己总结重点）15.电子电导材料电导率影响因素？答：晶体结构、温度、缺陷、相变。
16.压敏效应和PTC效应产生机理？提示：主要发生在n型多晶材料中，由于存在受主表面态使得在晶粒界面产生双肖特基势垒。
该势垒根据材料本身特性不同，可以表现出压敏效应、PTC效应等。
第四章：（2）17.极化参数（α，P，介电常数）间的关系，极化率的表达式（电子位移，离子位移，偶极子转向）？以及记住克劳修斯-莫索蒂方程及应用。
18.七种极化类型的概念及特点？电子位移极化：在外电场作用下，原子外围的电子云相对于原子核发生位移形成的极化。
离子位移极化：正负离子发生相对位移而形成的极化。
偶极子转向极化：E≠0时，极性分子介质中偶极子发生转向，趋于和外加电场方向一致。
离子松弛极化：介质中存在的某些弱联系的离子在电场的作用下发生沿电场方向的短程跃迁运动引起正负电荷重心的分离而形成的极化。
电子松弛极化：弱束缚电子引起的极化。
空间电荷极化定义：在电场作用下，不均匀介质内部的自由电荷在缺陷区域的集聚，导致电荷的重新排布从而形成的极化。
自发极化：在没有外加电场情况下，晶体中每一个晶胞里存在固有电偶极矩，这类极化称作自发极化。
转向极化特点：主要发生在极性分子介质中；转向极化比电子极化率高得多；与热运动有关，极化率与温度成反比。
离子松弛极化特点：电子松弛极化特点：空间电荷极化特点：空间电荷极化常常发生在不均匀介质中；空间电荷极化建立时间长，只发生在低频下；温度升高，空间电荷极化下降。
各种极化形式比较：19.复介电常数分量与温度和频率的关系趋势曲线（德拜方程）？20.介质击穿类型？答：热击穿；电击穿：本征电击穿、雪崩击穿；无机材料的击穿：局部放电击穿。
21.位移型铁电体自发极化产生的机理？22.铁电体的特征？弛豫铁电体的特征？答：铁电体：电滞回线、居里温度、临界特性（铁电体的介电、弹性、热学和光学等性质在Tc附近出现反常现象）。
弛豫铁电体：第五章：（1）23.原子磁矩产生机理？答：孤立原子磁矩包括：电子绕核做轨道运动形成的电子轨道磁矩、电子自旋产生的电子自旋磁矩、原子核绕自身轴转动的核磁矩（忽略不计）。
24.3d轨道角动量为何冻结？25.原子磁矩计算？26.5种磁性1/x-T关系曲线？27.磁畴产生原因？技术磁化磁化机制？磁滞产生的原因？答：原因：磁畴的产生是自发磁化平衡分布要满足能量最小原理的结果。
磁化机制：磁滞原因：不可逆磁化过程（不可逆壁移、不可逆磁畴的转动）的存在。
28.技术磁化和动态磁化产生损耗的不同和改善方法？29.GMR效应产生的原因及条件？产生GMR效应的必要条件：传导电子在输运过程中自旋状态保持不变；多层膜的磁化状态可在外磁场下从层间反平行变为平行排列；不同自旋状态的导电电子受到磁性层的散射差别大。
30.尖晶石结构磁化率计算？四、计算题电导：电导率随氧分压温度关系式介电：极化率计算---介电常数计算电磁：原子磁矩计算、正反尖晶石附加题：1.2.3.。
