2.2. Зависимость электрических свойств проводниковых материалов от внешних факторов

2.2.1. Температурная зависимость удельного сопротивления

; ,

(2.11)

где r_ЧИСТ –обусловленное рассеянием на колебаниях атомов решетки, оно зависит от температуры; r_ПРИМ –обусловленная рассеянием носителей заряда на примесях и дефектах решетки; r_ПРИМ остаточным сопротивлением. при температуре жидкого азота (4,2К). Обычно

(2.12)

Измерение остаточного сопротивления монокристаллических металлов дает возможность оценить степень их чистоты [8].

I, несколько кельвинов, может наступить сверхпроводимости скачок удельного сопротивления при Т_СВ. при наличии дефектов и примесей рост удельного сопротивления.

II быстрый рост сопротивления r~Тⁿ, где остаточное n может быть до 5 и постепенно убывает с ростом температуры до 1 при , где – температура Дебая. Она определяет максимальную частоту тепловых колебаний, которые могут возбуждаться в кристалле:

(2.13)

где h – постоянная Планка; К – постоянная Больцмана; – максимальная частота.

III – линейный T-участок до температур, близких к точке плавления. Исключение ферромагнитные металлы. Вблизи точки плавления, т.е. в области IV, некоторое отступление от линейной зависимости.

При переходе в жидкое увеличение сопротивления в 1,5–2 раза – зона а на рис. 2.1, хотя у веществ со сложной структурой (висмут, галлий) плавление сопровождается уменьшением r – зона б.

За счет примесей r_ПРИМ>>r_ЧИСТ сопротивление сплавов значительно выше, чем чистого металла. Повышение сопротивления:

, где х – доля металла-примеси в сплаве; А – постоянная, характеризующая эффективность примесных атомов как рассеивающих центров.

Чем больше сопротивление сплава, тем меньше его a_r. в твердых растворах r_ПРИМ значительно больше r_ЧИСТ и не зависит от температуры. формула температурного коэффициента

,

(2.14)

В концентрированных твердых растворах r применяют обычно на порядок больше r_ЧИСТ. Поэтому может быть значительно ниже a_r чистого металла. На этом основано получение термостабильных проводящих материалов. Во многих случаях температурная зависимость удельного сопротивления сплавов более сложная,. Температурный коэффициент сплавов может быть существенно ниже и даже отрицательным.

2.2.2. Зависимость удельного сопротивления проводниковых материалов от давления

при всестороннем сжатии у большинства металлов удельное сопротивление уменьшается. сближением атомов и уменьшением амплитуды колебаний решетки [5].

При Это упругом растяжении и кручении межатомные расстояния увеличиваются. усилением рассеяния электронов и возрастанием r.

Влияние упругого растяжения или сжатия пропускания тока вдоль действующей силы

(2.15)

где – коэффициент удельного сопротивления по давлению; s – механическое напряжение в сечении образца. Знак плюс при растяжении, а знак минус – при сжатии. Обычно коэффициент j=(1…5)×10^-11Па^-1.