Chương 4 một số tính chất vật lý quan trọng của vật liệu vô cơ

Chương Một số tính chất vật lý quan trọng vật liệu vô GS Phạm Văn Tường Vật liệu vô NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2007 Tr 123 – 190 Từ khố: Tính chất vật lý vật liệu vô cơ, dẫn điện, dẫn nhiệt, dẫn electron, phát quang, laze Tài liệu Thư viện điện tử ĐH Khoa học Tự nhiên sử dụng cho mục đích học tập nghiên cứu cá nhân Nghiêm cấm hình thức chép, in ấn phục vụ mục đích khác khơng chấp thuận nhà xuất tác giả Mục lục Chương MỘT SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÍ QUAN TRỌNG CỦA VẬT LIỆU VÔ CƠ 4.1 Nhóm tính chất điện 4.1.1 Chất dẫn điện ion, chất điện li rắn 4.1.2 Chất dẫn electron 22 4.1.3 Các tính chất điện khác 30 4.2 Nhóm tính chất từ 42 4.2.1 Phần lí thuyết 43 4.2.2 Ví dụ số vật liệu từ, cấu trúc tính chất 48 4.3 Các tính chất quang, vật liệu phát quang laze 57 4.3.1 Sự phát quang chất phát quang 57 4.3.2 Laze 63 Chương MỘT SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÍ QUAN TRỌNG CỦA VẬT LIỆU VƠ CƠ Có nhiều tính chất vật lí liên quan đến việc sử dụng vật liệu vơ cơ, chương giới thiệu nét ba nhóm tính chất quan trọng Đó nhóm tính chất liên quan đến khả dẫn điện, liên quan đến từ tính liên quan đến phát quang 4.1 Nhóm tính chất điện Dựa vào khả dẫn điện người ta phân thành: chất dẫn điện, chất cách điện chất bán dẫn điện Dựa vào phần tử mang điện trình dẫn điện người ta phân thành: chất dẫn điện ion (đối với chất rắn gọi chất điện li rắn) chất dẫn điện electron Ngoài dựa vào mối tương quan điện cịn có chất áp điện, mối tương quan nhiệt điện cịn có chất hoả điện, tượng nhiệt điện, dựa vào khả phân cực tế bào mạng lưới cịn có loại chất xenhet điện 4.1.1 Chất dẫn điện ion, chất điện li rắn Tính dẫn điện vật thể rắn thực dịch chuyển electron ion khoảng cách lớn Thông thường, phần tử mang điện chiếm ưu thế, có số vật liệu vơ thể đồng thời dẫn điện ion dẫn điện electron Để đặc trưng cho khả dẫn điện vật liệu rắn người ta dùng khái niệm độ dẫn điện riêng σ, tức độ dẫn điện thể tích chất rắn có tiết diện chiều dài đơn vị Độ dẫn điện riêng σ thường biểu diễn ôm−1 cm−1; ôm−1.m−1, CM.m−1 (CM đọc cimen có giá trị ơm−1) Độ dẫn điện riêng vật khơng phụ thuộc vào chất chất mang điện xác định phương trình σ= ∑n e μ i i i (33) i ni nồng độ chất mang điện tích loại i, ei μi điện tích độ linh động chất mang điện tích Đối với electron ion có điện tích e = 1,6.10−19C (điện tích electron) Bảng 31 giới thiệu giá trị độ dẫn điện riêng số loại vật liệu Thông thường, độ dẫn điện phụ thuộc vào nhiệt độ, tăng nhiệt độ độ dẫn điện tăng (trừ kim loại) Với kim loại ngược lại, độ dẫn điện có giá trị cực đại nhiệt độ thấp, có số kim loại gần khơng độ tuyệt đối có tính siêu dẫn Bảng 31 Giá trị độ dẫn điện riêng số loại vật liệu Phần tử dẫn điện Ion Electron Vật liệu σ(ôm−1 cm−1) Tinh thể ion Chất điện li rắn Chất điện li mạnh (lỏng) Kim loại Bán dẫn Cách điện