ВУЗ:
Составители:
Диэлектрическими называют материалы с большей шириной запрещённой зоны, электропроводность в которых (в
идеальных диэлектриках) отсутствует. Реальный диэлектрик тем ближе к идеальному, чем меньше его удельная
проводимость.
При применении диэлектриков, учитывая их активные и пассивные свойства, различают два типа диэлектриков.
Пассивные диэлектрики применяются в качестве электроизоляционных материалов и диэлектриков конденсаторов.
Диэлектрическая проницаемость таких материалов должна быть как можно меньшей, чтобы не вносить в схемы и
электрические сети паразитных ёмкостей.
Активными (управляемыми) диэлектриками являются сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, пироэлектрики,
электролюминофоры, материалы для излучателей и затворов в лазерной технике, электреты и др.
Условно к проводникам относят материалы с удельным сопротивлением
мОм10
5
⋅<ρ
−
, а к диэлектрикам – материалы, у
которых
мОм10
8
⋅>ρ . При этом надо заметить, что удельное сопротивление хороших проводников может составлять всего
мОм10
8
⋅
−
, а у лучших диэлектриков превосходить мОм10
18
⋅ . Удельное сопротивление полупроводников в зависимости от
строения и состава материалов, а также от условия их эксплуатации может изменяться в пределах
мОм1010
85
⋅−
−
. Хорошими
проводниками являются металлы. Кроме элементарных веществ существуют тысячи химических соединений, сплавов или
композиций со свойствами проводников, полупроводников и диэлектриков. Чёткую границу между различными классами
материалов провести нельзя. Например, многие полупроводники при низких температурах ведут себя подобно диэлектрикам.
Качественное различие состоит в том, что для металлов проводящее состояние является основным, а для полупроводников и
диэлектриков – возбуждённым.
1.2. ВИДЫ ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ
При рассмотрении химических связей в материалах основными элементарными частицами являются протоны,
нейтроны и электроны.
Атомные ядра состоят из протонов и нейтронов; электроны располагаются на разрешённых оболочках вокруг ядра,
компенсируя его заряд.
Атом водорода состоит из одного протона и одного электрона. В классическом представлении (планетарной модели)
электрон вращается по орбите вокруг ядра (рис. 1.2, а). В квантовой механике движение электрона описывается волновой
функцией, обладающей сферической симметрией, так что распределение заряда электрона образует размытое облако (рис. 1.2,
б). В молекуле водорода (рис. 1.2, в) ядра атомов располагаются на расстоянии 0,74 Å. Радиус электронного облака одного
атома составляет примерно 1 Å.
а) б) в)
Рис. 1.2. Структура атома и молекулы водорода:
а – простейшая модель атома водорода в классическом представлении (внешняя орбита разрешённая, но не заполненная в
невозбуждённом состоянии атома); б – модель атомов водорода, удалённых друг от друга в квантовомеханическом
представлении; в – молекула водорода (градиентной штриховкой показана плотность заряда электрона)
В атоме разрешёнными для электронов орбитами являются только те, на длине которых (2πr) укладывается целое число
длин волн Де-Бройля λ:
mv
h
nnr =λ=π2
,
...3,2,1
=
n
.
Исходя из этого постулата, определим радиус стационарных орбит и соответствующие им энергетические уровни
электронов [1]:
2
22
0
mZe
nh
r
n
π
ε
=
,
222
0
42
8
Э
nh
emZ
n
ε
−=
,
где
м
Ф
1085,8
12
0
−
⋅=ε – диэлектрическая постоянная;
Z
– заряд ядра.
Атомы, ионы, молекулы. Газы, жидкости и твёрдые тела могут состоять из атомов, молекул или ионов. Размеры
атомов порядка одного или нескольких ангстрем (1 Å = 10
–10
м), размеры положительных ионов – атомов, лишённых части
электронов, меньше размеров атомов, и размеры отрицательных ионов, присоединивших дополнительные электроны,
больше размеров соответствующих атомов.
+
-
+
+
+
+
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- …
- следующая ›
- последняя »
