动态高压下的金属氙

自然界中物质的存在形式及其相应的性质往往取决于其存在条件(如压强、温度和浓度等).存在条件的差异,会使物质的原子排列、晶体结构和电子结构等发生相应的变化,从而呈现出有差异的甚至截然不同的物理特性,如绝缘体-半导体-导体的转变就是一例.由于一般金属具有导电的特性,所以往往把这种转变称为金属化的转变.在足够大的压强作用下,物质中原子间距缩短,相互作用力增强,绝缘体的禁带宽度变窄,以致不复存在,就相应出现半导体、导体的电学特征.这是一种高压下的物性变化. 本世纪初有人曾预言,任何物质在足够大的压强下都可成为金属,并且随后…     

半导体物理基础

一百多年以前,人们就把周围的材料按照导电能力的大小分为导体(金属)、半导体、绝缘体三类.金属的室温电阻率一般在10～(-4)到10～(-6)欧姆-匣米;绝缘体的电阻率通常大于10～(10)欧姆-厘米;而半导体的电阻率则介于金属和绝缘体之间,在10～(-4)到10～(10)欧姆-匣米的宽广范围之内,并且,其电导率随温度升高能指数式地增大.但是,实际上使半导体成为物质中的一个特殊类别、井在电子技术上得到广泛应用的主要特点是:温度、光照、强电场等多种因素的作用,能大大改变半导体的导电性能,并且用掺人微量杂质的方法,可以显著地改变和控制半导体的电导率…     

关于导体同绝缘体的相互转变

凝聚态物理学中的一个热门问题是 :导体如何变成绝缘体的 ,而绝缘体又是如何变回去成为导体的 ?这个问题对理论和实用都是极有意义的 .最近 ,美国的科学家报道了他们的实验 :他们用紫外光闪烁照射稀土元素钇和镧的氢化物 ,从而使绝缘体钇和镧的氢化物变成了光亮的导体 .五年前 ,丹麦科学家曾通过加压氢 ,使金属变成绝缘体 ,这些丹麦科学家为了寻找新的超导体 ,研究了金属氢化物ＹＨ2 ,可是没有发现超导性 ,但是却发现了在高压氢的处理下 ,光亮的金属ＹＨ2 薄膜转变成透光的绝缘体ＹＨ3 .最近丹麦科学家参与了美国科学家的工作 ,他们把用钯封…     

半导体器件

一、引 言 所有半导体器件就其用途来说有两类.一类是用于研究某些基本的物理参量.例如金属-绝缘体-半导体二极管,其主要用途是研究半导体表面的性质和钝化技术的性质及效果.又如热电子晶体管可用于研究热电子寿命和载流子通过薄膜时的输运性质.另一类则是应用于实际的电子线路.在生产实践和科学实验中这一类是主要的、大量的.我们可以把半导体器件按其作用性质归为如下四大类.1.双极型器件 这一类器件的主要特点是有两种不同极性的载流子(电子和空穴)参与电荷的输运过程.器件中含有一个或多个p—n结.器件的一些特性主要由少数载流子的输运…     

固体离子学概述

 固体离子学是研究固体中离子行为及其相关应用的科学.它是在七十年代才兴起的新学科。内容包括快离子导体(又叫固体电解质),混合导体(又称电极材料)和它们的应用。它是物理、化学、材料、器件的交叉学科,因而引起广泛领域的科学家和工程师的兴趣和关注.自然界的固态材料依据其导电能力来分类可分为导体、半导体和绝缘体.在不特别指明电荷载流子的情况下,这种分类都是相对于电子(或空穴)的导电能力而言的.     

玻璃由绝缘体变成导体的实验探究

从玻璃所具有的负阻特性入手,在充分认识红炽的玻璃做为导体与一般金属导体不同的基础上,剖析了玻璃由绝缘体变成导体实验成功与失败的原因所在.由于玻璃具有负阻特性,所以选用的电压应高于红炽玻璃的临界导通电压,选取的灯泡的额定电压应接近电源电压,且功率不应太大.     

神奇的超导现象

我们知道，物体根据其导电与否可以分为绝缘体和导体，导体相对绝缘体来说本质区别是它们的电阻率不同．如果某一物体的电阻变为零会出现超导现象．电阻率为零，即完全没有电阻的状态称为超导态．超导是超导电性的简称，它是指金属、合金或其它材料电阻变为零的性质。     

高压下ZnS的电子结构和性质

运用密度泛函理论体系下的平面波赝势(PWP)和广义梯度近似(GGA)方法，计算研究了闪锌矿结构的ZnS晶体在不同的外界压强下的电子结构. 通过分析发现，随着外界压强的增大，晶格常数和键长在不断缩小，从S原子向Zn原子转移的电荷越来越少，Zn—S键的共价性逐渐增强，Zn原子和S原子的态密度都有不同程度的变化，而且还有向低能量移动的趋势. 当外界压强达到24GPA时，ZnS从直接带隙半导体变成间接带隙半导体，而且随着压强的增大，间接带隙逐渐变小，直接带隙逐渐增大. 关键词： 闪锌矿结构 态密度 能带结构 密度泛函理论     

具有特殊电磁性能的有机物貭

大家知道,物体按其导电性能的不同,可以分成导体、絕緣休、半导体。按其磁性的不同則可分为鉄磁体、逆磁体、順磁体。对于多数的有机物质來讲,它們都是不导电的絕緣体和逆磁体、少部分的有机物质的电磁性能則与此相反,它們具有明显的半导体性能和一定的順磁性。对这部分有机物质的半导体性能的研究,早在本世紀初就已开始。但比較大量、系統、深     

B0.44Co0.27N0.29化合物的合成、表征和性能

以硼酸和三聚氰胺为原料,利用化学法、真空热处理及高温高压技术对BCN化合物的形成、结构及相变进行了研究.在真空10-3Pa条件下,经1273K高温热处理得到非晶B-C-N前驱物.这种前驱物在920K以下为绝缘体,在920K由绝缘体转变为非晶半导体.在973-1003K和1013-1073K范围这种非晶半导体表现出不同的电导-温度关系,电导激活能分别为0.34eV和1.10eV,表明在两个不同的温度区域这种非晶半导体的导电机构不同.将这种前驱物在3.5GPa,经1473K退火40min后由非晶态转化为单相六方结构的B-C-N晶体,其成分为B0.44C0.27N0.29,晶格常数为a=0.2515nm,c=0.6684nm.六方B0.44C0.27N0.29晶体在1330,1364,1588和1617cm-1出现四个强的Raman散射峰,其中1330和1617cm-1被认为是六方B0.44C0.27N0.29晶体特征Raman散射峰.     

有机超导体

有机化合物这类分子晶体能否具有超导电性,是多年来一直有所争论的问题.1980年世界上第一个有机超导体(TMTSF)2·PF。的发现终于揭开了这个谜,引起了科学家们极大的兴趣. 有机超导体的问世与七十年代发展起来的有机导体密切相关.在有机导体中,相同的平面型有机分子沿着某个方向相互平行堆砌成柱,柱中的π电子云强烈交叠,而相邻的柱间只有微弱的相互作用.这样的结构使它们与普通金属导体有着不同的导电性能,主要表现在(i)导电的强烈各向异性2(ii)低温出现Peierls-Frohlich型相变,金属态转化成绝缘体[1,2].因此,有机导体是一维金属电子理…     

用四探针方法测量不同温度下半导体材料的电导率

一、引言用四探针方法测量半导体材料的电导率,通常都是在常温下进行。为了扩大四探针方法的应用范围,我们设计了一种简单装置,对四探针头进行了改进,使被测样品所处的温度能够改变,通过测量不同温度下半导体材料的电导率,来研究半导体材料的导电机构。近年来,我们把这一实验纳入近代物理实验中,既有助于学生了解半导体中载流子的输运过程,又有相当的实验训练价值。     

无定形半导体(玻璃半导体、非晶态半导体)

与晶体半导体不同,这是一种在结构上原子,分子或离子配列的空间位置处于无规则的状态,具有长程位置无序,短程有序的半导体。因为结构等特点很象玻璃,所以无定形半导体又称为玻璃半导体,非晶态半导体等。正常态下,它是绝缘体或高阻体,但当外界条件(如电场、光、压力或温度等)的作用超过阈值时,就可呈现半导体的导电性质。     

电介质物理及其进展

电介质是在日常生活、生产和国防建设中应用面最广、接触得最多的物质之一.若以物态来划分,在常温、常压下,它们有气态、液态和固态2;若以化学组分来划分,它们有无机和有机两大类;如以结构来划分,仅就固体而言,就有单晶(周期性晶格结构),多晶和微晶,非晶(原子的排列短程有序、长程无序),聚合物,表面和界面及低维结构等形式[1]. 理想的电介质是不导电的,因此过去习惯于把电介质称作绝缘体.但电导真正为零的物质是没有的,绝缘是相对的而且只是介电性质的一部分.在许多新型的电介质中.如铁电半导体[2]、压电半导体,生物电介质、以至金属氧化物…     

高压下钇的固体电子结构、电声矩阵元之变化及其超导电性

本文用KKR能带方法计算了常压、220千巴和280千巴压强下钇的能带结构并作了超导电性方面的分析.结果表明,高压下钇电子-声子耦合中的系数η和平均电声矩阵元〈I~2〉随压强升高而很快增加,从而导致超导转变温度迅速提高.高压下钇费米能附近f成份增加,同时df散射项的贡献对η的增加起了主导作用.     

化合物半导体-绝缘体界面的界面态(续)

 三、界面态连续体的动态响应和分布多年来的大量研究结果表明把界面态处理为局域在半导体界面平面处的经典理论完全不能够解释化合物半导体-绝缘体界面的行为特点,从而使人们逐渐认识到界面态的空间分布特征.图3为半导体界面的能带结构示意图.在实际的I-S界面上,界面态是在绝缘体-半导体界面附近,在能量上和空间上的连续分布体(如图中点所示). 这里以n型半导体为例,通过绝缘体中的界面态对电子的捕获和发射过程说明界面态动态响应的特点.由于势垒△Ec的存在,空间分布的界面态与电子的作用只能依介量子力学的隧道效应得以进行.     

压力对有机半导体均苯四甲酸晶体结构转变和电子性质的影响

研究高压条件下均苯四甲酸(C₁₀H₆O₈)材料的结构和性质对探索有机半导体材料的应用有积极意义.基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,开展了0-300 GPa压强下C₁₀H₆O₈晶体的结构、电子和光学性质的研究.晶格常数在压强20 GPa和150 GPa下出现了明显跳变,且原子之间随着压强变化反复地出现成键/断键现象,表明压强可诱导晶体结构变化.电子结构的性质表明,0 GPa的C₁₀H₆O₈晶体是带隙为3.1 eV的直接带隙半导体,而压强增加到150 GPa时,带隙突变为0 eV,表明了晶体由半导体转变为导体.当压强为160 GPa时,晶体又变成了能隙约为1eV的间接带隙半导体,这可能是费米能级附近仅受O-2p轨道电子影响所导致.通过对C₁₀H₆O₈晶体介电函数的分析,再次验证了晶体在150 GPa时发生了结构相变.同时...     

静态高压下氢的金属化研究与非弹性X射线散射技术

高压下氢的研究一直是高压物理实验和理论研究的热点,这源于人们对压致金属态—金属氢的追求。氢的压致金属化归根结底是氢的电子结构变化。在压力作用下,氢的电子结构会从低压下的宽禁带绝缘体转变为高压下的窄带隙半导体,最终成为超高压下带隙闭合的金属态。然而,多年来,由于实验条件所限,一直无法对氢的宽禁带带隙和电子结构进行直接实验观测。本文将介绍氢金属化实验技术方面存在的挑战和经历的发展,以及利用新近发展的基于同步辐射非弹性X射线散射技术首次对宽禁带固态氢带隙的研究和相关技术突破,并探讨其可能的发展趋势和方向。     

肖特基势垒形成的研究

金属-半导体接触的整流性质是一个古老的固体物理问题.它的发现可追溯到1874年Braun对金属-硫化铜接触的导电性质的研究.Schottky(肖特基)最早系统地研究了金属-半导体接触,他指出,接触的整流性质是来自接触附近半导体内形成的势垒.后来,人们常把金属-半导体接触形成的势垒称为肖特基势垒. 关于肖特基势垒形成的理论,最早由Scho-ttky,Mott等人提出.1947年 Bardeen把半导体表面电子态的概念引入这个理论中.从此这个传统的理论被学术界广泛地接受,成为半导体物理教科书的重要内容[1].由于表面电子态是固体物理学中一个非常重要的课题,以及门…     

中考物理问答题精选

1.我们穿的胶鞋底面上为什么做成有凹凸的花纹?(94年湖南) 2.为什么导体能导电,而绝缘体不能导电?(93年广西) 3.在皮肤上擦一点酒精或水会有什么感觉?为什么?(93年宜昌) 4.人站在湖边往水中看,看到清澈的湖水中有游动的小鱼和天空中的太阳.请回答:人看到的水中的小鱼和太阳是实物呢还是像?它们各是光的哪种现象所形成的?(93年重庆) 5.拿两支相同的温度计,把其中一支的泡上包上棉花,并用跟室温相同的酒精把包着的棉花