
- •6.Кристаллическая структура твердых тел.
- •5.Типы хим.Связей.
- •3.Классификация материалов.
- •4.Строение атома.
- •17.Процессы переноса носителей заряда.
- •18.Неравновесные носители заряда.
- •19.Электропроводность в сильных электрических полях.
- •22.Контакт металл-полупроводник.
- •24.Электронно-дырочный переход.
- •29.Поляризация диэлектриков.
- •31.Пьезоэлектрики.
- •35.Магнитные материалы.
30.Сегнетоэлектрики.Сегнетоэлектрики, кристаллические диэлектрики, обладающие в определённом интервале температур спонтанной (самопроизвольной) поляризацией, которая существенно изменяется под влиянием внешних воздействий. Электрические свойства С. во многом подобны магнитным свойствам ферромагнетиков (отсюда название ферроэлектрики, принятое в зарубежной литературе). К числу наиболее исследованных и используемых на практике С. относятся титанат бария, сегнетова соль (давшая название всей группе кристаллов), триглицинсульфат, дигидрофосфат калия и др. Обычно С. не являются однородно поляризованными, а состоят из доменов — областей с различными направлениями спонтанной поляризации, так что при отсутствии внешних воздействий суммарный электрический дипольный момент P образца практически равен нулю. поясняет причину образования доменов в идеальном кристалле. Электрическое поле, созданное спонтанной поляризацией одной части образца, воздействует на поляризацию другой части так, что энергетически выгоднее противоположная поляризация этих двух частей. Равновесная доменная структура С. определяется балансом между уменьшением энергии электростатического взаимодействия доменов при разбиении кристалла на домены и увеличением энергии от образования новых доменных границ, обладающих избыточной энергией. Число различных доменов и взаимная ориентация спонтанной поляризации в них определяются симметрией кристалла.
31.Пьезоэлектрики.
Пьезоэлектриками называются вещества, в которых при приложении механических напряжений возникает электрическая поляризация даже в отсутствие электрического поля. Этот эффект называется прямым пьезоэффектом. Его причиной является упругое смещение электрических зарядов под действием внешних механических сил. Наряду с прямым пьезоэффектом существует обратный пьезоэффект, заключающийся в возникновении механических деформаций под действием приложенного к пьезоэлектрику электрического поля. Прямой пьезоэффект можно описать зависимостью возникающей электрической поляризации Pi от приложенных механических напряжений Pi = dimnσmn. К пьезоэлектрическим материалам относятся вещества, обладающие достаточно сильным пьезоэффектом, в виде монокристаллов, керамик, пленок, композитов. Если ранее в основном использовались естественные минералы (кварц, турмалин, цинковая обманка и др.), то в последующем они были заменены на разнообразные синтезированные материалы (например, ниобат лития, триборат лития, пьезокерамики, пьезополимеры и т.д.).
32.Пироэлектрики.К классу полярных диэлектриков, обладающих спонтанной поляризацией, относятся пироэлектрики. Это кристаллические диэлектрики, на поверхности которых при изменении температуры возникают электрические заряды. При постоянной температуре поле спонтанной поляризации скомпенсировано свободными электрическими зарядами, накапливающимися вблизи поверхности полярного диэлектрика. При изменении температуры вследствие изменения интенсивности теплового движения частиц возникают изменения в расстоянии между атомами или ориентации молекул в полярных кристаллах. Это приводит к изменению величины спонтанной поляризации, в результате на поверхностях кристалла возникают нескомпенсированные электрические заряды. Поэтому пироэлектрические свойства наблюдаются только при достаточно быстром изменении температуры кристалла, когда свободные заряды не успевают компенсировать индуцированные заряды. Пироэлектрический эффект в первую очередь используется в термоэлектрических преобразователях для прямого преобразования тепловой энергии в электрическую энергию. Пироэлектрические приемники теплового и электромагнитного излучения отличаются низким коэффициентом шумов, что позволяет детектировать мощность излучения до 10-9 Вт/см2. Высокое быстродействие дает возможность детектировать импульсы с длительностью до 10-11 с в частотном диапазоне 1010 - 1020 Гц, то есть перекрывать весь диапазон от радиочастот до гамма лучей.
33.Электреты.Электреты, так же как сегнето и пироэлектрики, относятся к классу полярных диэлектриков. Их главной особенностью является способность сохранять объемные или поверхностные заряды, т.е. остаточную поляризацию, в течение длительного времени после выключения электрического поля. Вследствие наличия остаточной поляризации электрет создает вокруг себя электрическое поле, подобно тому как постоянный магнит создает в окружающем пространстве магнитное поле. Сохранение остаточной поляризации может происходить вследствие закрепления различных механизмов поляризации или наличия заряженных дефектов, обладающих дипольным моментом. Электре́т — диэлектрик, длительное время сохраняющий поляризованное состояние после снятия внешнего воздействия, которое привело к поляризации (или заряжению) этого диэлектрика, и создающий в окружающем пространстве квазипостоянное электрическое поле.Большое количество используемых материалов, методов внешнего воздействия, технологических приемов для создания поляризованного состояния в диэлектриках обуславливают многообразие проявления электретного эффекта в них. Существует несколько способов изготовления электретов. Большинство из них основано на том, что диэлектрик помещают в электрическое поле и подвергают дополнительному физическому воздействию, которое уменьшает время релаксации диполей либо ускоряет процесс миграции заряженных частиц.