1.3.4 Электрофизические характеристики

Удельная проводимость γ является количественной характеристикой способности проводить электрический ток, т.е. электропроводности вещества. Величина р=1/γ, обратная удельной проводимости, называется удельным сопротивлением и определяется выражением

p=RS/ℓ (1.8 )

где R- сопротивление, Oм;S- поперечное сечение, м²; ℓ- длина проводника,м.

В системе СИ размерность р- Ом∙м. Часто используют внесистемную единицу Ом∙мм²/м.Связь между ними определяется соотношением:

1 Ом∙м=10⁶ мкОм∙м=10⁶ 0м∙мм²/м

По величине р все материалы условно подразделяются на:

проводники- 10⁸-10⁵ Ом∙м;

полупроводники- 10⁶-10⁸ Ом∙м;

диалектики - 10⁷-10¹⁷ Ом∙м;

Но следует отметить, что величина р не является точным признаком принадлежности материала к одному из указанных классов. Например, металлы в твердом и жидком состоянии—проводники, а в газообразном — диэлектрики. Кристаллический германий при комнатной температуре-полупроводник, при температурах, близких к нулю- диэлектрик, а в расплавленном состоянии обладает металлической электропроводностью. Углерод в модификации алмаза- диэлектрик, а в модификации графита-проводник. Но как правило, чем меньше р, тем большей электропроводностью обладает вещество.

Серебро является лучшим материалом высокой проводимости, а чем выше электропроводность, тем больше и теплопроводность. У металлов по закону Видемана- Франца-Лоренца отношение удельной теплопроводности λт к удельной проводимости γ есть величина постоянная для данной температуры:

λ_т/γ=L_o∙T (1.9)

где L_o- число Лоренца, 2,45∙10^-8 B²K^-2

Температурный коэффициент удельного сопротивления ТКρ характеризует изменение удельного сопротивления материала при изменении температуры. У металлов с ростом температуры удельное сопротивление увеличивается вследствие уменьшения подвижности электронов за счет рассеяния энергии на тепловых колебаниях решетки. Количественной мерой изменения удельного сопротивления при изменении температуры является ТК_ρ. Он показывает во сколько раз изменится удельное сопротивление ρ при изменении температуры на один градус. Математически ТК_ρ определяется выражением

TK_p=ℓ/p_o∙Δp/ΔT[K^-1] (1.10)

Он может быть как положительным для чистых металлов, так и отрицательным для некоторых сплавов и для металлов находится в пределах (2-6) ∙10^-3К^-1.

Работа выхода и ее количественное значение является наиболее важным параметром в случае контакта различных веществ, например, металл-металл(М-М), металл- полупроводник (М-П), полупроводник- полупроводник (П-П) и т.д. За счет разных значений работ выхода для электронов в месте контакта возникает контактная разность потенциалов, определяющая прохождение тока через этот контакт. В случае проводящего контакта М-М возникновение разности потенциалов явление вредное, а для создания термопар необходима наибольшая разница значений работ выхода контактирующих материалов. Для других типов контактов работы выхода контактирующих материалов и соотношения между ними определяют физические принципы работы приборов и устройств, использующих контакты. Таким образом, работа выхода является одним из основных параметров проводниковых и полупроводниковых материалов и должна учитываться при создании и анализе работы различных приборов и устройств.

Работа выхода <р численно равна энергии, необходимой для удаления электрона из вещества в вакуум без сообщения ему кинетической энергии