TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
1
1
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
VẬT LIỆU HỌC
VẬT LIỆU HỌC
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
2
2
Chương 5
Chương 5
Tính chất vật lý
Tính chất vật lý
   ấ đ ệ
   ấ đ ệ


 ấ ừ
 ấ ừ


Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
3

# $ế
%
%
&
&


'
'


(
(


' )  %ử ạ ầ
' )  %ử ạ ầ




  ươ ớ
  ươ ớ




$* +,
$* +,
-.

Miền cấm (hố năng lượng)

E
plk
E
l
k
5.1.1.Mô hình dải năng lượng
5.1.1.Mô hình dải năng lượng
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
5
5


#$
#$




(
(



Dải năng lượng
Dải năng lượng
(
Miền cấm
Miền cấm
∆
∆
E
E
:
: Kim loại :
Kim loại :
∆
∆
E rất nhỏ hay
E rất nhỏ hay
∆
∆
E = 0 ev
E = 0 evChất bán dẫn:
Chất bán dẫn:
∆
∆
E = 0.1 – 3 ev


+
+
−
−
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
8
8
5.1.2.Khái niệm về dẫn điện
5.1.2.Khái niệm về dẫn điện
2
   %Độ ẫ đ ệ
   %Độ ẫ đ ệ


•
  7%
  7%
89:;
89:;


•
 6 4 Đ ệ ở ấ
 6 4 Đ ệ ở ấ
•



 ạ
 ạ


(
(


'%5
'%5


>
>


>
>


?
?


>
>




10


Kim loại
Kim loại(
(
Mg:12e
Mg:12e


1S
1S
2
2
2S
2S
2
2
2P
2P
6
6
3S
3S
2
2



1S
1S
2
2
2S
2S
2
2
2P
2P
6
6
3S
3S
1
1
3P
3P
3
3


Liên kết 4 ng.tử Si
Liên kết 4 ng.tử Si



 #*)  ả ự
9D
9D
 ẫ
 ẫ
 đ ệ
 đ ệ
1-Vùng hóa trị
2-Vùng dẫn
3-Vùng cấm
2
1
∆E
3
I, H, T, Chiếu sáng
5.1.4.Dẫn điện của vật liệu bán dẫn
5.1.4.Dẫn điện của vật liệu bán dẫn
2
Bán dẫn tinh khiết
•
Si:14e
Si:14e

1S
1S
2
2

Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
•
Tăng nhiệt độ : “e” = lỗ trống
•
Đặt trong điện trường :
“e” chuyển động ngược chiều E
Lỗ trống chuyển động cùng chiều E
E
E
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si

Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
+
2
Bán dẫn tạp chất P
Mạng tinh thể Si có tạp chất B
3+
:1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
1
Một “e” chuyển đến lấp lỗ trống → Tạo lỗ trống mới
Si
Si
B
B
Si

:  G ở ạ


→
→


   ẫ đ ệ
   ẫ đ ệ
2
 %
 %
 #   ị ể ỉ
 #   ị ể ỉ
H #6+#   ả ế ậ ạ
H #6+#   ả ế ậ ạ
→
→
=   #6 ấ đ ệ ắ
=   #6 ấ đ ệ ắ
2
'=     6  ẫ đ ệ ỗ ố
'=     6  ẫ đ ệ ỗ ố
'
'
I
I


∀

 6
→
→
?J
?J
  G ử ở ạ
  G ử ở ạ


→
→




2
    / %ẫ đ ệ ờ ụ
    / %ẫ đ ệ ờ ụ
!
!
 0!6/
 0!6/
'//
'//
→
→
  5   “ ”ạ ặ ỗ
  5   “ ”ạ ặ ỗ
6
6

π


%#
%#
→
→
+ 5  “ ”
+ 5  “ ”


5.1.6.Dẫn điện của vật liệu hữu cơ
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
20
20
C≡N
CH
CH
2
C≡N
CH
CH
2
N

C
CH

C C
C C
C

Carbon hóa
T =1100
o
C
•
Chuyển liên kết σ → π


? #5#5I: 
? #5#5I: 
K
K
?LIKLKKK
?LIKLKKK




KK-?L.
KK-?L.
I
I
L
L
BK
BK



KKKKKKKKKKKKKKKKKKK
KKKKKKKKKKKKKKKKKKK
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
21
21
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
22
22
2
=   3  
=   3  
 0+ 6G    đ ệ ấ ưỡ ự đ ệ
 0+ 6G    đ ệ ấ ưỡ ự đ ệ
* J 
* J 
2
 Ứ ụ
 Ứ ụ
E3
E3
5.1.7.Tính chất điện môi của vật liệu
Tháng 02.2006

TS. Hà Văn Hồng
24
24
2
>/J
>/J
•
?J+
?J+
,
,
→
→
    5  4   J“ ”Đ ệ ử ệ ớ ạ
    5  4   J“ ”Đ ệ ử ệ ớ ạ
?J%?
?J%?
5
5
5.1.7.Tính chất cách điên (điện môi) của
vật liệu
E
+
-
+
E = 0
oP
e
=
∑

?J %
?
?


6.1.7.Tính chất cách điên (điện môi) của
vật liệu
+
-
+
+
-
-
+
-
oP
i
=
∑
oP
i
≠
∑
E
+
-
-
-
-
-