tailieunhanh - Bài tập Cơ sở khoa học vật liệu: Tính chất điện của vật liệu - ThS. Nguyễn Ngọc Trí Huỳnh

Bài tập Cơ sở khoa học vật liệu: Tính chất điện của vật liệu - ThS. Nguyễn Ngọc Trí Huỳnh cung cấp cho học viên những kiến thức về tính chất điện của vật liệu, bán dẫn, so sánh nồng độ acceptor cần thiết với nồng độ nguyên tử Si, . Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng! | CƠ SỞ KHOA HỌC VẬT LIỆU ThS. Nguyễn Ngọc Trí Huỳnh 5 2016 TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA VẬT LIỆU TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA VẬT LIỆU TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA VẬT LIỆU Biết đồng có khối lượng riêng d 8900kg m3 và nguyên tử lượng bằng 63 57g mol. Tính số electron dẫn trong một khối vật liệu bằng đồng hình lập phương cạnh 1cm. TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA VẬT LIỆU Mỗi nguyên tử đồng có một electron hóa trị. Do đó số electron dẫn được tính bằng N ρa3 Trong đó ρv là mật độ nguyên tử trong 1 đơn vị thể tích NAd v A 6 02 1023 8900 v 63 57 10 3 8 43 1028 nguyeân töû m 3 8 43x1028 electron hóa trò m3 N v a 3 N 8 43 10 28 1 10 2 2 8 43 1022 electron daãn TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA VẬT LIỆU Tính vận tốc của electron dẫn trong đồng với động năng bằng năng lượng Fermi bằng 7eV . TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA VẬT LIỆU Năng lượng toàn phần của các electron dẫn hoàn toàn là động năng và bằng năng lượng Fermi. Như vậy ta có thể viết 1 E E F me v 2F 2 Vận tốc Fermi 2E F vF me 2 7 1 6 10 19 vF 1 6 106 m s 9 11 10 31 TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA VẬT LIỆU Khi đặt một tấm đồng vào một điện trường điện tử dịch chuyển một khoảng tương đối so với hạt nhân bằng 10-8Å. Biết thông số mạng bằng 3 6151Å. Tính độ phân cực điện. TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA VẬT LIỆU Số hiệu nguyên tử đồng là 29 tức là có 29 electron trong mỗi nguyên tử. Một ô cơ sở của đồng có 4 nguyên tử. Mật độ điện tử 4 29 z 2 455 1030 electron m 3 3 6151 10 10 3 Độ phân cực điện P zqd P 2 455 1030 1 6 10 19 10 8 10 10 3 93 10 7 C m 2 TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA VẬT LIỆU Độ dẫn điện của MgO phụ thuộc khả năng khuếch tán ion Mg2 . Biết hệ số khuếch tán của ion Mg2 trong MgO ở 1800oC là 10-10cm2 s và thông số mạng của MgO bằng 3 96x10-8cm. Ước tính độ linh động của các ion Mg2 và tính độ dẫn điện của MgO ở 1800oC. TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA VẬT LIỆU Ta có ZqD k BT 2 1 6 10 19 10 10 1 38 10 23 1800 273 1 12 10 9 2 .J 1 .s 1 1 C tương ứng với 1 1 Joule tương tứng 1 1 12 10 9 cm 2 TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA VẬT LIỆU MgO có kiểu cấu trúc NaCl với 4 Mg2 trong 1 ô cơ sở. Mật độ ion Mg2 4 n 6 4 1022