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【电子行业标准(SJ)】 红外探测材料中半导体光电材料和热释电材料常用名词术语
本网站 发布时间:
2024-07-14 15:37:36
- SJ/T11067-1996
- 现行
标准号:
SJ/T 11067-1996
标准名称:
红外探测材料中半导体光电材料和热释电材料常用名词术语
标准类别:
电子行业标准(SJ)
标准状态:
现行-
发布日期:
1996-11-20 -
实施日期:
1997-01-01 出版语种:
简体中文下载格式:
.rar.pdf下载大小:
1.13 MB
替代情况:
替代GB 11294-89;

部分标准内容:
中华人民共和国国家标准
红外探测材料中半导体光电材料和热释电材料常用名词术语
Commonly usedtermsfor semiconductorphotoelectric materialsand pyroelectricmaterials in infrared detecting materialsUDC621.315.592
GB11294--89
降为SJ/T11067-96
本标准规定了红外探测材料中半导体光电材料和热释电材料常用名词的统一名称,并对其定义给以说明,同时对部分名词术语提出标准的符号。1名词术语词条及符号
1.1半导体光电材料专用名词术语及其标准符号列于表1:表1
禁带宽度
禁带宽度温度系数
态密度
杂质能级
杂质电离能
费密能量
费密能级
电子有效质量
空穴有效质量
廷移率
迁移产比
空穴迁移率比
缺陷半导休
补偿度
补偿半导体
本征载流子浓度
多数载流子
少数载流子
导电类型
中华人民共和国机械电子工业部1989-10-09批准称
TYYKAON KAca
电子:u.\
空穴.μ
1990-01-01实施
非平衡载流子浓度
非平衡载流子寿命
辐射复合
辐射寿命
俄款复合
俄歇寿命
外光电效应
内光电效应
本征吸收
本征吸收长波限
杂质吸收
杂质吸收长波限
伯斯坦-莫斯效应
基子效率
光电导
本征光电导
杂质光电导
光生伏特效应
光磁电效应
霍耳效应
在耳系数
霍耳效应弱磁场条件
截耳效应强磁场条件
耳系数温度特性下载标准就来标准下载网
东耳迁移率
锗掺兼
锗掺金
硒化铅
锑化钢
砷化钢
GB11294-89
续表1
确汞、筛铺汞晶体组分值
碲锡铅、确锡铅晶体组分、值
YYKAONrKAa
电子:An
空穴:Ap
电子:t,
空穴:,
HgCdTe或HCT
PbSnTe或PSTer
导电类型热探针判定法
标准霍耳样品
标准霍耳测量法
范得堡法
锭条霍耳测量法
GB11294—89
续表1
化晶体中杂质分布扩展电阻测量法确销乘晶体组分值密度测基法
确镉汞晶体组分值X射线荧光光谱测量法镐汞晶体组分值电子探针测革法确镉汞晶体组分&值电解液-电反射光谱测量法确锡铅晶体组分工值晶格常数测量法1.2热释电材料专用名词术语及其标准符号列于表2:表2
极化强度
自发极化
自发极化强度
介电损耗
损耗角正切
热释电效应
热释电体
热释电系数
铁电性
铁电体
铁电相
顺电相
铁电居里温度
电滞回线
饱和极化强度
剩余极化强度
矫顽电场强度
退极化
rYKAOMrKAa
tana或igo
三甘氨酸硫酸盐
TGS族
钼酸锂
锯酸锂
锯酸锶钡
极化处理
介电常数电容测量法
损耗角正切电学测量法
GB11294--89
续表2
铁电居里温度介电常数峰值测量法热释电系数电荷积分测量法
1.3半导体光电材料和热释电材料通用名词术语及其标准符号列于表3:表3
固溶体
固溶体合金系
瞬二元系
固液相线分离宽度
固液同成分点
化学计量比
介电常数张量
介电带数
吸收系数
吸收光谱
位错密度
小晶面
小晶面效应
原生晶体
晶体的原生态
晶体热处理
晶体的定向
半导体光电材料专用名词术语定义及说明2.1
体带宽度
energygap
固体中电子两相邻允许基本能带相隔的能量范围称为禁带宽度,亦称为带隙(bandgap)。常用符号E,或表示,单位为eV。
rYKAOMrKAa
CB11294-89
半导体材料通常所提的禁带宽度是指价带顶到导带底的间隔值。2.2禁带宽度温度系数lineartemperaturecoefficientof energygap材料的禁带宽度E,和绝对温度T有如下关系:E-E0)-BT+
式中:E(0)一一绝对零度时的禁带宽度;β一一禁带宽度温度系数,表示材料的禁带宽度随温度升高呈线性减少(或增加)的速率,eV/K。
2.3态密度densityofstates
晶体单位体积中单位能量范围内单电子状态的数月称为晶体的态密度,常用符号0表示,其数学表达式为:
[AN(E)
式中:△N(E)是能量E附近能量;AE范围内所含的单电子状态的数目。态密度的单位为eV/cm。
2.4杂质能级、杂质电离能impuritylevel,impurityionzationenergy含有杂质的晶体一般会在杂质附近形成局部允许的电子状态,相应的能级处在价带到导带的范中,这种能级称为杂质能级。
晶体中杂质向导带释放电子或接受价带电子而自身成为电离状态所需的最小能量称为杂质电离能,常用符号E表示,单位为eV。施主向导带释放电子所需的最小能量称为施主电离能,常用符号E。表示:受主接受由价带激发跃迁而来的电子所需最小的跃迁能量称为受主电离能,常用符号E,表示。2.5费密能量、费密能级Fermienergy,Fermilevcl热平衡时,晶体电子系统中电子化学势的大小,即在指定温度(T)下系统中加入另外一个电了所引起自由能的改变:
式中:T-—常数;
(3)
E一一电子系统的费密能量。它表示品体在热平衡下被电子占据的几率为一六的能态的能量
值,eV。
在电子系统能带图中,表示费密能量与电子能级相对的位置的能级称为电子系统的费密能级。2.6电子有效质量,空穴有效质量electroneffectivemass,holeeffectivemass将晶体中受晶体场作用运动着的电子在外电场作用下动量改变的规律与粒子在外力作用下动业按牛顿第二定律改变类比。电子具有一个与质量等效的张最,叫做有效质量张量。此张量的:个特征值的儿何平均值称为电子有效质量。与价带顶附近的空穴所处的状态对应的电子的有效质量的负值,表征和牛顿第定律类比穴外电场作用下所具有的质量,此质量称为空穴有效质量。其值为正值。电子有效质量和空穴有效质量分别用符号m。或m.和m或m表示,两者的单位都为kg。2.7迁移率mobility
当导体或半导体中载流子受外电场作用时,在外电场不太强,以致载流了的漂移速度与电场强度成正比的情况下,单位电场产生的漂移速率称为漂移迁移率(driftmobility).简称为迁移率。导带电子的迁移率常用符号或\表示,价带空穴的迁移率常用符号或表示。迁移率的单位为m\/(V+s)。
2.8迁移率比mobilityratio
YYKAONrKAcas
CB11294-89
半导体中导带电了的迁移率和价带空穴平均迁移率的比值称为电子空穴迁移率比(electron-holemobilityratio),简称为迁移率比。迁移率比常用符号6表示.是个无量纲的量,一般大于1。2.9空穴迁移率比holemobilityratio半导体中价带轻空穴和重空穴迁移率的比值称为空穴迁移率比。此常用符号6表示,是个无量纲的基·其值大于1。
2.10缺陷半导体defectsemiconductor化合物半导体若组分偏离化学计量比造成的结构点缺陷起施主或受主作用,这样的半导体称为缺陷半导体。
2.11补偿度compensativity
同时含有施主杂质和受主杂质的杂质半导体中,数量较少的杂质的浓度与基本杂质的浓度之比称为补偿度;对于缺陷半导体,所含数量较少的一种电活性缺陷或杂质浓度与数较多的--种电活性缺陷滚度之比称为缺陷半导体的补偿度。补偿度常用符号C表示,此量无量纲,其值常用百分数表示。2.12补偿半导体compensatedsemiconductor包含等比例的施主和受主杂质或者包含的比例使电效应相等的杂质半导体,或者包含的两种局部能态使电效应相等的缺陷半导体称为补偿半导体。本征载流子浓度intrinsiccarrierconcentration(density)2.13
结构完美的本征半导体在热平衡下在单位体积中由热激发产牛的导带,电子-价带空穴对的数目称为本征载流子浓度。
实际上,理想纯净完全没有结构缺陷的半导体并不存在。通常把实际半导体假设为理想纯净、没有结构缺陷情形,或所含杂质和结构缺陷的影响可忽略时,估算在热平衡下单位体积中由价带导带之间跃迁决定的导带电子-价带空穴对数目当作其本征载流子浓度。本征载流子浓度常用符号n.表示,此量的单位为m。2.14多数载流子,少数载流子majoritycarriers,minoritycarriers非本征半导体中,数目较多的一种载流了称为多数载流子,简称多子:数目较少的另种载流子称为少数载流子,简称少子。如n型半导体中导带电子为多子.价带空穴为少子:而P型半导体中在低于本征激发温度下价带空穴为多了子,导带电子为少子。2.15导电类型conductiontype
根据半导体是电子导电为主还是空穴导电为主.分别称为半导休的导电性为n型和p型.这样规定的半导体导电性质称为半导体的导电类型。2.16非平衡载流子浓度nonequilibrium(excess)carrierconccntration当半导体受外来作用时,产生比热平衡情况下多余的载流子称为非平衡(或过剩)载流子。单位体积中产生的单种非平衡载流子数称为非平衡(或过剩)载流子浓度。非平衡电子浓度和非平衡空穴浓度分别常用符号△n和Ap表示。两种浓度的单位都为m。2.17非平衡载流-寿命nonequilibrium(cxccess)carrierlifetime半导体中非平衡载流子在自由状态只会存在一定的时间,随即复合而消失。当外来作用撤掉居,非平衡载流子浓度会迅速衰减下来,浓度从初值衰减到初值的1e的时间称为非平衡载流了的筹命。
-般说,非平衡载流子的寿命与平衡载流子浓度及非平衡载流子浓度有关,浓度愈人,寿命愈短:在小注入的极端情况下,产生的非平衡载流子的寿命变为与非平衡载流子浓度无关·前贝山材料本身特性及温度决定:在本征情况下,非平衡载流子的寿命最长。非衡载流子寿命简称为载流子寿命。YYKAONTKAca
GB11294-89
非平衡电子寿命常用符号,表示,非平衡空穴寿命常用符号表示。两种寿命的单位都为32.18辐射复合,辐射寿命radiationrccombination,radiativclifctimc半导体中电子和空穴复合时,以光子的形式释放能量和动量的复合称为辐射复合。在间接禁带半导体中发生带间跃迁的辐射复合过程中,由丁要满足动量守恒,同时还要吸收或发射声子。
山辐射复合过程决定的载流子寿命称为辐射寿命,常用符号表示,单位为S。2.19俄歇复合、俄歇寿命Augerrecombination,Augerlifetime半导体中导带电子和价带空穴复合时,不是通过释放光了来释放能量和动量,而是同邻近另个载流子相互作用,把多余的动量和能量转移给该载流子,把它激发到更高的能态上去。这种机制称为俄歇复合。
由俄款复合机制决定的载流子寿命称为俄歇寿命,常用符号ta表示,单位为s。2.20外光电效应externalphotoelectriceffect某些固体材料受到外来光子照射时,若光子能量等于或大于材料的功函数,则会有电子从表面发射出来。这种现象称为外光电效应,亦称为光电子发射效应(photoemissioneffect)。2.21
内光电效应internalphotoelectriceffect半导体受到具有足够能量的外来光子照射时,会产生过剩载流子,这种现象称为内光电效应。2.22本征吸收,本征吸收长波限intrinsicabsorption,intrinsiclongwavelengthedge半导体受到外来光子照射时,引起的价带电子跃迁到导带上去对入射辐射所产生的吸收称为本征吸收,入射光子的能量h一hc/入必须满足hc/入Eg
.(4)
才可能引起本征吸收(光的频率,入—光的波长,——真空光速)。本征吸收光谱在长波方面存在的界限称为本征吸收长波限,单位为m。2.23质吸收,杂质吸收长波限impurityabsorption,impuritylongwavelengthedge杂质半导体受到外来光子照射时,若能引起杂质电离,它对入射辐射的吸收称为杂质吸收:入射光了的能量hu=hc/入对杂质电离能E,必须满足hc/aE
才能引起杂质吸收。杂质吸收的辐射波长的上限值称为杂质吸收长波限,单位为m。2.24伯斯坦-莫斯效应Burstein-Mosseffect......(5)
某些半导体导带底附近或价带顶附近态密度较低,当导带电子或价带空穴浓度较高而明显简并时,外来辐射激发本征跃迁相应的最小跃迁能量等于禁带宽度加以小量,材料的实际本征吸收长波限比禁带宽度相应的值短些。这种效应称为伯斯坦-莫斯效应或伯斯坦效应,亦称为值斯-莫斯位移(Burstein-Massshift)或伯斯坦位移。2.25子效率quantumefficiency
在固体产生外光电效应时,发射的电子数与入射光子数之比,或半导体产生内光电效应时,辐射激发产生的单一种非平衡载流子的数月与入射光子数月之比称为量子效率。量子效率常用符号1表示,此量无量纲。2.26光电导,本征光电导,杂质光电导photoconductance,intrinsicphotoconductanceinpuritypho-toconductance
半导体的内光电效应产生的非平衡载流子使样品的电导率增加,这种现象称为光电导。外来辅射使半导体价带电子激发跌迁到导带上去引起的光电导称为本征光电导。外来辐射使半导体样品中杂质能级电离引起的光电导称为杂质光电导。2.27光生伏特效应photovoltaiceffect种半导体结型结构或半导体和金属接触结存在内建势垒时,若有外来光子到达此势垒附TYYKAoNrKAcas
GB11294--89
近并使之产生内光电效应,则激发产生的过剩载流子被内建电场驱赶到势垒相应的一侧,从而在势垒两边产生一电压。这种现象称为光生伏特效应。2.28光磁电效应photomagnetoelectriceffect半导体样品一表面受到具有足够能量的外来光了照射,同时平行于该表面有-一均匀磁场,如图1所示,则由于内光电效应在样品表面附近产生的过剩载流子向内扩散,同时受到磁场洛伦兹力作用,电子和空穴分别向样品垂直于磁场方向的两端偏移,从而在两端出现一电压。这一现象称为光磁电效应,亦称为光电磁效应(photoelectromagneticeffect)。射光子
华宁体样品
图1光磁电效应
2.29耳效应Halleffect
有电流流过的导体或半导体,当处在与电流垂直方向有一均匀分量的磁场中时,运动着的载流子受到磁场洛伦慈力作用发生偏转,结果导体或半导体会在与电流和磁场都垂直的两侧形成一稳定的电势差。这种现象称为霍耳效应。此横向电势差称为霍耳电势差,相应的电场称为霍耳电场。崔耳系数Hallcoefficient
霍耳效应中产生的霍耳电场E和电流密度及磁感强度B的关系总可以表达为-R×B
式中系数RH称为霍耳系数,单位为m/C。耳系数和材料有关,还是磁场和温度的函数。(6)
2.31街耳效应弱磁场条件、霍耳效应强磁场条件weak magneticfield condition forHall effect,strong magnetic field condition for Hall effect产生霍耳效应所施加的磁场如果较弱,使样品的霍耳电动势和磁感应强度大小可当作成正比处理时,即若所施加的磁感应强度B≤10/(V.S)
磁场满足这样的条件称为霍耳效应弱磁场条件。假如产生霍耳效应所施加的磁场很强,磁感应强度满足B》10/(V.S)
此关于磁场的条件称为霍耳效应强磁场条件。(7)
(8)
在崔耳效应中,假如磁感应强度值人于弱磁场条件值,又小于强磁场条件值,这样的中间值磁场称为崔耳效应中等磁场。
YKAONrKAcas
GB11294--89
2.32霍耳系数温度特性temperaturedependenceofHall coefficient材料的霍耳系数随温度变化的特性称为霍耳系数温度特性。2.33霍耳迁移率Hallmobility
导体或半导体的霍耳系数R和电导率。之积的绝对值具有迁移率量纲,当样品只含或可视作只含一种载流子时,在弱磁场条件下该积的绝对值称为载流子的霍耳迁移率,以表示:H=RO
它和载流子的迁移率只差一个接近1的常数因子。锗掺汞、锗掺金mercurydopedgermanium,golddopedgermanium2.34
(9)
锗掺汞和储掺金是分别指储晶体均匀地掺入一定浓度的杂质汞和金所构成的响应红外辐射的杂质半导体材料。
两种材料响应红外辐射波长范围分别与所含汞、金浓度和温度有关。锗掺汞在30K下,响应红外辐射的波长范围为2~14μm,响应峰值波长约11um;锗掺金在77K下,响应红外辐射波长范围为2~11μm,响应峰值波长约5um。锗掺汞和锗掺金分别用符号Ge:Hg和Ge:Au表示。2.35
硫化铅、硒化铅leadsulphide、lead selenide硫化铅和硒化铅均为响应红外辐射的铅盐类化合物半导体材料。两种材料的晶体结构和在几个特殊温度下响应红外辐射的波长及响应峰值波长如表4所列。表4
材料名称
晶体结构
响应波长范围
响应蜂值波长
工作温度
工作温度
2.36锑化钢、砷化钢
indiumantimonide,indiumarsenidePbs
锑化钢和砷化钢均为响应红外辐射的亚-V族化合物半导体材料。PhSe
两种材料的晶体结构和在两个特殊温度下响应的红外辐射波长范围及响应峰值波长如表5所列。表5
材料名称
晶体结构
响应波长范围
响应峰值波长
工作温度
工作温度
闪锌矿
闪锌矿
碲镉汞、碲汞晶体组分工值
mercurycadiumtelluride,compositionvaluerofmercurycadmiumtelluridecrystal
YYKAONrKAcas
CB11294-89
Ⅱ-И族化合物碲化镭和碲化汞可按任何比例相互熔合形成具有闪锌矿结构的合金晶体称为碲镉汞。
确镉汞合金品体中碲化镉所占的克分子数比值称为碲汞晶体组分文值。确化是半导体,而碲化汞是具有负禁带宽度的半金属:合金晶体的禁带宽度随晶体的值几乎是在两个极端值之间线性地变化。该种晶体响应红外辐射的波长范围与工值和温度有关。碲镉汞的化学式为:
(HgTe),-(CdTe),=Hgr-Cd,Te
碲汞常用符号HgCdTe或HCT表示。2.38碲锡铅、碲锡铅晶体组分r值leadtintelluride,compositionvaluerof leadtintelluridecrys-tal
V-И族化合物碲化铅和碲化锡可按任意比例相互熔合形成具有岩盐结构的合金晶体,称为确锡铅。
碲锡铅合金晶体中碲化锡所占的克分子数比值称为碲锡铅晶体组分值。在此合金中,当工值从零增加时:先是导带和价带随之彼此靠近,禁带宽度几乎按线性方式减小,当值为某个中间值时,禁带宽度变为零,导带和价带交错然后随之分离,禁带宽度重又几乎按线性方式增大。该种晶体响应红外辐射波长范围与晶体又值和温度有关。碲锡铅的化学式为:
(PbTe)(SnTe),=Pbi-,Sn,Te
碲锡铅常用符号PbSnTe或PST表示。2.39导电类型热探针判定法hotprobemethodfordeterminingconductiontype根据半导体存在温度梯度时产生的温差电动势的极性可以判定其导电类型。方法是将一根温度高于样品温度,一根和样品温度一致的两探针分开同时与样品接触,根据两探针相对电势的高低来确定样品的导电类型。此法叫做导电类型热探针判定法。2.40标准霍耳样品standardHallspecimen供作标准霍耳测量用的样品称为标准耳样品它应制作成如图2所示的长方体。图中,156,≤b/2,a,a2a1、a2≥2bA、B.C、D、E、F均为电接触点A、D通样品电流.B、F或C.E测定宿耳电压,BC或F、E测定欧姆电压降。图2标准霍耳样品的几何结构图
2.41标准霍耳测量法standardHallmeasurementmethod根据材料的霍耳系数、电阻率与载流子浓度和迁移率的确定关系,用标准霍耳样品,通过测甘材料的崔耳系数及电阻率来确定载流子浓度、迁移率及有关的方法称为标准霍耳测量法。2.42范得堡法Vanderpauwmethod根据范得堡提出的模型,采用厚度均匀的薄片样品进行电阻率和霍耳系数测量来确定材料的载流了浓度和迁移率及有关量的测量方法称为范得堡法。10
YYKAONrKAca
GB11294-89
2.43锭条崔耳测量法Hallmeasurementmethodforcrystalingot用实际晶锭代替标准霍耳样品进行崔耳测量,称为锭条霍耳测量法。此法针对晶锭横截面具体情况,确定锭条的横截面积和平均厚度,用这两个量代替标准带耳测量法中相应的量来计算电阻率、崔耳系数、载流子浓度和迁移率。2.44锦化钢晶体中杂质分布扩展电阻测量法spreadresistencemethodformeasuringimpuritydistribution in indium antimonide crystal根据锑化铟晶体在液氮温度或更低温度下电阻率主要是由电活性杂质浓度决定,将梯化钢晶体制成具有一表面为平面样品,通过测定样品在液氮温度或更低温度下该表面各处与金属探针接触的扩展电阻来确定各处的电阻率,从而确定样品中杂质浓度的相对分布的方法,叫做锑化钢晶体中杂质分布扩展电阻测量法。2.45碲汞晶体组分值密度测基法densitymethodformeasuringcompositionvalueofmercury cadmium telluride crystal根据碲镉汞晶体组分值和密度的经验关系,用失重法测定样品的密度来确定样品平均组分值的测量方法称为碲镉汞晶体组分7值密度测量法。2.46碲镉求晶体组分r值X射线荧光光谱测量法X-rayfluorescencespectroscopymethodformeasuring compositionvaluer of mercurycadmiumtelluridecrystal当确镐汞晶体受到X射线照射时,其元素的二次特征谱线(荧光)的强度与该元索含量有确定的关系。通过探测确锅汞晶体谱线k。的强度来确定品体样品的平均镉含量的方法,称为碲系晶体组分3值X射线荧光光谱测量法。2.47确镉汞晶体组分r值电子探针测量法electronmicroprobeanalysismethodformeasuringcomposition value r of mercury cadmium telluride crystal晶体样品某区域受到电子束轰击时,就会在该区域发射出元素特征X射线。该谱线的强度与品体中元素及其含量有关。通过适当地探测每种元素的特征X射线强度,可确定材料的组分。由于所使用的电子束横截面可以很小,可分析样品小至微米级范围,因此常用来测定样品微区的组分。
上述方法用米测定碲镉汞晶体样品的微区组分工值时称为碲镉汞晶体组分值微区分布电子探针测量法。
2.48碲镉汞晶体组分值电解液-电反射光谱测量法electrolyteelectrareflectancespectroscopymethod for measuring composition value of mercury cadmium telluride crystal碲镉汞晶体在电解液中在电场调制下其电反射光谱强度的相对变化率与光的波长的关系跟样品组分值有确定的关系。利用此原理来测量碲汞晶体样品的组分工值的方法称为碲汞晶体组分值电解液-电反射光谱测量法。调节入射光照射样品表面较小的区域及照射不同位置,则可测定样品微区值随位置的分布。2.49碲锡铅晶体组分值晶格常数测量法latticeconstantmethodformeasuringcompositionvalue of lead tin telluride crystal碲锡铅晶体的晶格常数α和组分工值圣线性关系,以化铅和碲化锡的晶格常数作参考,通过测定碲锡铅样品的晶格常数就可确定样品的值,此法称为锡铅晶体文值晶体常数测量法。3热释电材料专用名词术语定义及说明3.1极化、极化强度polarization,polarization电介质宏观小体积中呈现正负电荷中心不重合的现象称为电介质的极化。电介质宏观小体积单位体积中电偶极矩的矢量和称为极化强度。极化强度的大小和垂直极化方向的表面束缚电荷密度等值。YYKAONKAcas
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极化强度的大小常用符号P表示,单位为C/m。3.2电畴、自发极化、自发极化强度elcctricdomain,spontaneouspolarization,spontaneouspolariza-tion
某些晶态电介质在一定温度范围,其内部存在一个一个电矩不为零的小区域,这样的小区域称为电畴。
某些晶态电介质在一定温度范围内未受外电场作用和其他外作用,自发产生电畴的现象称为自发极化。
电介质内单个电畴单位体积中自发产生的电偶极矩矢量和称为自发极化强度,常用符号P表示,单位c/m
具有自发极化特性的晶态电介质在未经过外电场作用和其他外作用的情况下,在白发极化温度范围内一般含有若干个电畴,由于在热力学平衡下系统保持自由能最低,这些电畴的相互间取向通常是无规的,整块电介质净电矩通常为零。再者,自发极化的晶态电介质通常并不在极化轴的两端表面直接显示出来束缚电荷,因为这样的束缚电荷由于电介质内部的电传导和电介质从外部吸附相反的杂散游离电荷而被抵偿,因而在电介质外部亦不显示出电场。
3.3介电损耗,损耗角正切dielectricloss,tangentoflossangle电介质在交变电场作用下,不断改变极化状态时,由于漏导及极化驰豫而使部分电能转变成热能的现象称为介电损耗。
电介质在交变电场作用下,由于极化过程的驰豫,电位移矢量的变化比电场强度的变化落后一个相位角。此相位角称为损耗角,它的正切值称为损耗角正切。损耗角正切常用符号tano或tg表示。
由于电位移矢量的变化比电场强度的变化落后,介电常数可用一复数表示:EF-E2
式中:介电常数的实部;
E2—虚部。
(10)
交变电场在介质中产生无功功率和有功功率两部分,损耗角正切等于有功功率与无功功率之比,损耗角正切又称为损耗因子(dielectriclossfactor)。3.4热释电效应、热释电体pyroelectriceffect,pyroelectrics某些晶态电介质具有自发极化特性,其自发极化强度和温度有关,晶体在垂直于极化轴表面,束电荷密度随温度而改变,这种现象称为热释电效应。具有自发极化特性的材料,或者说,可以产生热释电效应的材料,称为热释电体。3.5热释电系数pyroelectriccoefficient对热释电体,当温度均匀地发生一微小变化△T时,其自发极化强度对温度的偏微商Pap
即热释电体在指定温度下自发极化强度随温度的变化率称为热释电体的热释电系数。热释电系数的单位为C/(m2·K)。3.6铁电性,铁电体ferroelectricity,ferroelectrics.11)
某些热释电体自发极化强度可经外电场作用而反转或重新取向,材料的上述特性称为铁电性。材料的铁电性由其电滞回线表征。具有铁电性的材料叫做铁电体。3.7铁电相、顺电相ferroelectricphase,paraelectricphase某些晶态电介质在某临界温度以下具有铁电体,材料这时的状态称为铁电相。材料当温度超过该临界温度铁电居里温度时的状态称为顺电相。12
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红外探测材料中半导体光电材料和热释电材料常用名词术语
Commonly usedtermsfor semiconductorphotoelectric materialsand pyroelectricmaterials in infrared detecting materialsUDC621.315.592
GB11294--89
降为SJ/T11067-96
本标准规定了红外探测材料中半导体光电材料和热释电材料常用名词的统一名称,并对其定义给以说明,同时对部分名词术语提出标准的符号。1名词术语词条及符号
1.1半导体光电材料专用名词术语及其标准符号列于表1:表1
禁带宽度
禁带宽度温度系数
态密度
杂质能级
杂质电离能
费密能量
费密能级
电子有效质量
空穴有效质量
廷移率
迁移产比
空穴迁移率比
缺陷半导休
补偿度
补偿半导体
本征载流子浓度
多数载流子
少数载流子
导电类型
中华人民共和国机械电子工业部1989-10-09批准称
TYYKAON KAca
电子:u.\
空穴.μ
1990-01-01实施
非平衡载流子浓度
非平衡载流子寿命
辐射复合
辐射寿命
俄款复合
俄歇寿命
外光电效应
内光电效应
本征吸收
本征吸收长波限
杂质吸收
杂质吸收长波限
伯斯坦-莫斯效应
基子效率
光电导
本征光电导
杂质光电导
光生伏特效应
光磁电效应
霍耳效应
在耳系数
霍耳效应弱磁场条件
截耳效应强磁场条件
耳系数温度特性下载标准就来标准下载网
东耳迁移率
锗掺兼
锗掺金
硒化铅
锑化钢
砷化钢
GB11294-89
续表1
确汞、筛铺汞晶体组分值
碲锡铅、确锡铅晶体组分、值
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电子:An
空穴:Ap
电子:t,
空穴:,
HgCdTe或HCT
PbSnTe或PSTer
导电类型热探针判定法
标准霍耳样品
标准霍耳测量法
范得堡法
锭条霍耳测量法
GB11294—89
续表1
化晶体中杂质分布扩展电阻测量法确销乘晶体组分值密度测基法
确镉汞晶体组分值X射线荧光光谱测量法镐汞晶体组分值电子探针测革法确镉汞晶体组分&值电解液-电反射光谱测量法确锡铅晶体组分工值晶格常数测量法1.2热释电材料专用名词术语及其标准符号列于表2:表2
极化强度
自发极化
自发极化强度
介电损耗
损耗角正切
热释电效应
热释电体
热释电系数
铁电性
铁电体
铁电相
顺电相
铁电居里温度
电滞回线
饱和极化强度
剩余极化强度
矫顽电场强度
退极化
rYKAOMrKAa
tana或igo
三甘氨酸硫酸盐
TGS族
钼酸锂
锯酸锂
锯酸锶钡
极化处理
介电常数电容测量法
损耗角正切电学测量法
GB11294--89
续表2
铁电居里温度介电常数峰值测量法热释电系数电荷积分测量法
1.3半导体光电材料和热释电材料通用名词术语及其标准符号列于表3:表3
固溶体
固溶体合金系
瞬二元系
固液相线分离宽度
固液同成分点
化学计量比
介电常数张量
介电带数
吸收系数
吸收光谱
位错密度
小晶面
小晶面效应
原生晶体
晶体的原生态
晶体热处理
晶体的定向
半导体光电材料专用名词术语定义及说明2.1
体带宽度
energygap
固体中电子两相邻允许基本能带相隔的能量范围称为禁带宽度,亦称为带隙(bandgap)。常用符号E,或表示,单位为eV。
rYKAOMrKAa
CB11294-89
半导体材料通常所提的禁带宽度是指价带顶到导带底的间隔值。2.2禁带宽度温度系数lineartemperaturecoefficientof energygap材料的禁带宽度E,和绝对温度T有如下关系:E-E0)-BT+
式中:E(0)一一绝对零度时的禁带宽度;β一一禁带宽度温度系数,表示材料的禁带宽度随温度升高呈线性减少(或增加)的速率,eV/K。
2.3态密度densityofstates
晶体单位体积中单位能量范围内单电子状态的数月称为晶体的态密度,常用符号0表示,其数学表达式为:
[AN(E)
式中:△N(E)是能量E附近能量;AE范围内所含的单电子状态的数目。态密度的单位为eV/cm。
2.4杂质能级、杂质电离能impuritylevel,impurityionzationenergy含有杂质的晶体一般会在杂质附近形成局部允许的电子状态,相应的能级处在价带到导带的范中,这种能级称为杂质能级。
晶体中杂质向导带释放电子或接受价带电子而自身成为电离状态所需的最小能量称为杂质电离能,常用符号E表示,单位为eV。施主向导带释放电子所需的最小能量称为施主电离能,常用符号E。表示:受主接受由价带激发跃迁而来的电子所需最小的跃迁能量称为受主电离能,常用符号E,表示。2.5费密能量、费密能级Fermienergy,Fermilevcl热平衡时,晶体电子系统中电子化学势的大小,即在指定温度(T)下系统中加入另外一个电了所引起自由能的改变:
式中:T-—常数;
(3)
E一一电子系统的费密能量。它表示品体在热平衡下被电子占据的几率为一六的能态的能量
值,eV。
在电子系统能带图中,表示费密能量与电子能级相对的位置的能级称为电子系统的费密能级。2.6电子有效质量,空穴有效质量electroneffectivemass,holeeffectivemass将晶体中受晶体场作用运动着的电子在外电场作用下动量改变的规律与粒子在外力作用下动业按牛顿第二定律改变类比。电子具有一个与质量等效的张最,叫做有效质量张量。此张量的:个特征值的儿何平均值称为电子有效质量。与价带顶附近的空穴所处的状态对应的电子的有效质量的负值,表征和牛顿第定律类比穴外电场作用下所具有的质量,此质量称为空穴有效质量。其值为正值。电子有效质量和空穴有效质量分别用符号m。或m.和m或m表示,两者的单位都为kg。2.7迁移率mobility
当导体或半导体中载流子受外电场作用时,在外电场不太强,以致载流了的漂移速度与电场强度成正比的情况下,单位电场产生的漂移速率称为漂移迁移率(driftmobility).简称为迁移率。导带电子的迁移率常用符号或\表示,价带空穴的迁移率常用符号或表示。迁移率的单位为m\/(V+s)。
2.8迁移率比mobilityratio
YYKAONrKAcas
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半导体中导带电了的迁移率和价带空穴平均迁移率的比值称为电子空穴迁移率比(electron-holemobilityratio),简称为迁移率比。迁移率比常用符号6表示.是个无量纲的量,一般大于1。2.9空穴迁移率比holemobilityratio半导体中价带轻空穴和重空穴迁移率的比值称为空穴迁移率比。此常用符号6表示,是个无量纲的基·其值大于1。
2.10缺陷半导体defectsemiconductor化合物半导体若组分偏离化学计量比造成的结构点缺陷起施主或受主作用,这样的半导体称为缺陷半导体。
2.11补偿度compensativity
同时含有施主杂质和受主杂质的杂质半导体中,数量较少的杂质的浓度与基本杂质的浓度之比称为补偿度;对于缺陷半导体,所含数量较少的一种电活性缺陷或杂质浓度与数较多的--种电活性缺陷滚度之比称为缺陷半导体的补偿度。补偿度常用符号C表示,此量无量纲,其值常用百分数表示。2.12补偿半导体compensatedsemiconductor包含等比例的施主和受主杂质或者包含的比例使电效应相等的杂质半导体,或者包含的两种局部能态使电效应相等的缺陷半导体称为补偿半导体。本征载流子浓度intrinsiccarrierconcentration(density)2.13
结构完美的本征半导体在热平衡下在单位体积中由热激发产牛的导带,电子-价带空穴对的数目称为本征载流子浓度。
实际上,理想纯净完全没有结构缺陷的半导体并不存在。通常把实际半导体假设为理想纯净、没有结构缺陷情形,或所含杂质和结构缺陷的影响可忽略时,估算在热平衡下单位体积中由价带导带之间跃迁决定的导带电子-价带空穴对数目当作其本征载流子浓度。本征载流子浓度常用符号n.表示,此量的单位为m。2.14多数载流子,少数载流子majoritycarriers,minoritycarriers非本征半导体中,数目较多的一种载流了称为多数载流子,简称多子:数目较少的另种载流子称为少数载流子,简称少子。如n型半导体中导带电子为多子.价带空穴为少子:而P型半导体中在低于本征激发温度下价带空穴为多了子,导带电子为少子。2.15导电类型conductiontype
根据半导体是电子导电为主还是空穴导电为主.分别称为半导休的导电性为n型和p型.这样规定的半导体导电性质称为半导体的导电类型。2.16非平衡载流子浓度nonequilibrium(excess)carrierconccntration当半导体受外来作用时,产生比热平衡情况下多余的载流子称为非平衡(或过剩)载流子。单位体积中产生的单种非平衡载流子数称为非平衡(或过剩)载流子浓度。非平衡电子浓度和非平衡空穴浓度分别常用符号△n和Ap表示。两种浓度的单位都为m。2.17非平衡载流-寿命nonequilibrium(cxccess)carrierlifetime半导体中非平衡载流子在自由状态只会存在一定的时间,随即复合而消失。当外来作用撤掉居,非平衡载流子浓度会迅速衰减下来,浓度从初值衰减到初值的1e的时间称为非平衡载流了的筹命。
-般说,非平衡载流子的寿命与平衡载流子浓度及非平衡载流子浓度有关,浓度愈人,寿命愈短:在小注入的极端情况下,产生的非平衡载流子的寿命变为与非平衡载流子浓度无关·前贝山材料本身特性及温度决定:在本征情况下,非平衡载流子的寿命最长。非衡载流子寿命简称为载流子寿命。YYKAONTKAca
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非平衡电子寿命常用符号,表示,非平衡空穴寿命常用符号表示。两种寿命的单位都为32.18辐射复合,辐射寿命radiationrccombination,radiativclifctimc半导体中电子和空穴复合时,以光子的形式释放能量和动量的复合称为辐射复合。在间接禁带半导体中发生带间跃迁的辐射复合过程中,由丁要满足动量守恒,同时还要吸收或发射声子。
山辐射复合过程决定的载流子寿命称为辐射寿命,常用符号表示,单位为S。2.19俄歇复合、俄歇寿命Augerrecombination,Augerlifetime半导体中导带电子和价带空穴复合时,不是通过释放光了来释放能量和动量,而是同邻近另个载流子相互作用,把多余的动量和能量转移给该载流子,把它激发到更高的能态上去。这种机制称为俄歇复合。
由俄款复合机制决定的载流子寿命称为俄歇寿命,常用符号ta表示,单位为s。2.20外光电效应externalphotoelectriceffect某些固体材料受到外来光子照射时,若光子能量等于或大于材料的功函数,则会有电子从表面发射出来。这种现象称为外光电效应,亦称为光电子发射效应(photoemissioneffect)。2.21
内光电效应internalphotoelectriceffect半导体受到具有足够能量的外来光子照射时,会产生过剩载流子,这种现象称为内光电效应。2.22本征吸收,本征吸收长波限intrinsicabsorption,intrinsiclongwavelengthedge半导体受到外来光子照射时,引起的价带电子跃迁到导带上去对入射辐射所产生的吸收称为本征吸收,入射光子的能量h一hc/入必须满足hc/入Eg
.(4)
才可能引起本征吸收(光的频率,入—光的波长,——真空光速)。本征吸收光谱在长波方面存在的界限称为本征吸收长波限,单位为m。2.23质吸收,杂质吸收长波限impurityabsorption,impuritylongwavelengthedge杂质半导体受到外来光子照射时,若能引起杂质电离,它对入射辐射的吸收称为杂质吸收:入射光了的能量hu=hc/入对杂质电离能E,必须满足hc/aE
才能引起杂质吸收。杂质吸收的辐射波长的上限值称为杂质吸收长波限,单位为m。2.24伯斯坦-莫斯效应Burstein-Mosseffect......(5)
某些半导体导带底附近或价带顶附近态密度较低,当导带电子或价带空穴浓度较高而明显简并时,外来辐射激发本征跃迁相应的最小跃迁能量等于禁带宽度加以小量,材料的实际本征吸收长波限比禁带宽度相应的值短些。这种效应称为伯斯坦-莫斯效应或伯斯坦效应,亦称为值斯-莫斯位移(Burstein-Massshift)或伯斯坦位移。2.25子效率quantumefficiency
在固体产生外光电效应时,发射的电子数与入射光子数之比,或半导体产生内光电效应时,辐射激发产生的单一种非平衡载流子的数月与入射光子数月之比称为量子效率。量子效率常用符号1表示,此量无量纲。2.26光电导,本征光电导,杂质光电导photoconductance,intrinsicphotoconductanceinpuritypho-toconductance
半导体的内光电效应产生的非平衡载流子使样品的电导率增加,这种现象称为光电导。外来辅射使半导体价带电子激发跌迁到导带上去引起的光电导称为本征光电导。外来辐射使半导体样品中杂质能级电离引起的光电导称为杂质光电导。2.27光生伏特效应photovoltaiceffect种半导体结型结构或半导体和金属接触结存在内建势垒时,若有外来光子到达此势垒附TYYKAoNrKAcas
GB11294--89
近并使之产生内光电效应,则激发产生的过剩载流子被内建电场驱赶到势垒相应的一侧,从而在势垒两边产生一电压。这种现象称为光生伏特效应。2.28光磁电效应photomagnetoelectriceffect半导体样品一表面受到具有足够能量的外来光了照射,同时平行于该表面有-一均匀磁场,如图1所示,则由于内光电效应在样品表面附近产生的过剩载流子向内扩散,同时受到磁场洛伦兹力作用,电子和空穴分别向样品垂直于磁场方向的两端偏移,从而在两端出现一电压。这一现象称为光磁电效应,亦称为光电磁效应(photoelectromagneticeffect)。射光子
华宁体样品
图1光磁电效应
2.29耳效应Halleffect
有电流流过的导体或半导体,当处在与电流垂直方向有一均匀分量的磁场中时,运动着的载流子受到磁场洛伦慈力作用发生偏转,结果导体或半导体会在与电流和磁场都垂直的两侧形成一稳定的电势差。这种现象称为霍耳效应。此横向电势差称为霍耳电势差,相应的电场称为霍耳电场。崔耳系数Hallcoefficient
霍耳效应中产生的霍耳电场E和电流密度及磁感强度B的关系总可以表达为-R×B
式中系数RH称为霍耳系数,单位为m/C。耳系数和材料有关,还是磁场和温度的函数。(6)
2.31街耳效应弱磁场条件、霍耳效应强磁场条件weak magneticfield condition forHall effect,strong magnetic field condition for Hall effect产生霍耳效应所施加的磁场如果较弱,使样品的霍耳电动势和磁感应强度大小可当作成正比处理时,即若所施加的磁感应强度B≤10/(V.S)
磁场满足这样的条件称为霍耳效应弱磁场条件。假如产生霍耳效应所施加的磁场很强,磁感应强度满足B》10/(V.S)
此关于磁场的条件称为霍耳效应强磁场条件。(7)
(8)
在崔耳效应中,假如磁感应强度值人于弱磁场条件值,又小于强磁场条件值,这样的中间值磁场称为崔耳效应中等磁场。
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2.32霍耳系数温度特性temperaturedependenceofHall coefficient材料的霍耳系数随温度变化的特性称为霍耳系数温度特性。2.33霍耳迁移率Hallmobility
导体或半导体的霍耳系数R和电导率。之积的绝对值具有迁移率量纲,当样品只含或可视作只含一种载流子时,在弱磁场条件下该积的绝对值称为载流子的霍耳迁移率,以表示:H=RO
它和载流子的迁移率只差一个接近1的常数因子。锗掺汞、锗掺金mercurydopedgermanium,golddopedgermanium2.34
(9)
锗掺汞和储掺金是分别指储晶体均匀地掺入一定浓度的杂质汞和金所构成的响应红外辐射的杂质半导体材料。
两种材料响应红外辐射波长范围分别与所含汞、金浓度和温度有关。锗掺汞在30K下,响应红外辐射的波长范围为2~14μm,响应峰值波长约11um;锗掺金在77K下,响应红外辐射波长范围为2~11μm,响应峰值波长约5um。锗掺汞和锗掺金分别用符号Ge:Hg和Ge:Au表示。2.35
硫化铅、硒化铅leadsulphide、lead selenide硫化铅和硒化铅均为响应红外辐射的铅盐类化合物半导体材料。两种材料的晶体结构和在几个特殊温度下响应红外辐射的波长及响应峰值波长如表4所列。表4
材料名称
晶体结构
响应波长范围
响应蜂值波长
工作温度
工作温度
2.36锑化钢、砷化钢
indiumantimonide,indiumarsenidePbs
锑化钢和砷化钢均为响应红外辐射的亚-V族化合物半导体材料。PhSe
两种材料的晶体结构和在两个特殊温度下响应的红外辐射波长范围及响应峰值波长如表5所列。表5
材料名称
晶体结构
响应波长范围
响应峰值波长
工作温度
工作温度
闪锌矿
闪锌矿
碲镉汞、碲汞晶体组分工值
mercurycadiumtelluride,compositionvaluerofmercurycadmiumtelluridecrystal
YYKAONrKAcas
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Ⅱ-И族化合物碲化镭和碲化汞可按任何比例相互熔合形成具有闪锌矿结构的合金晶体称为碲镉汞。
确镉汞合金品体中碲化镉所占的克分子数比值称为碲汞晶体组分文值。确化是半导体,而碲化汞是具有负禁带宽度的半金属:合金晶体的禁带宽度随晶体的值几乎是在两个极端值之间线性地变化。该种晶体响应红外辐射的波长范围与工值和温度有关。碲镉汞的化学式为:
(HgTe),-(CdTe),=Hgr-Cd,Te
碲汞常用符号HgCdTe或HCT表示。2.38碲锡铅、碲锡铅晶体组分r值leadtintelluride,compositionvaluerof leadtintelluridecrys-tal
V-И族化合物碲化铅和碲化锡可按任意比例相互熔合形成具有岩盐结构的合金晶体,称为确锡铅。
碲锡铅合金晶体中碲化锡所占的克分子数比值称为碲锡铅晶体组分值。在此合金中,当工值从零增加时:先是导带和价带随之彼此靠近,禁带宽度几乎按线性方式减小,当值为某个中间值时,禁带宽度变为零,导带和价带交错然后随之分离,禁带宽度重又几乎按线性方式增大。该种晶体响应红外辐射波长范围与晶体又值和温度有关。碲锡铅的化学式为:
(PbTe)(SnTe),=Pbi-,Sn,Te
碲锡铅常用符号PbSnTe或PST表示。2.39导电类型热探针判定法hotprobemethodfordeterminingconductiontype根据半导体存在温度梯度时产生的温差电动势的极性可以判定其导电类型。方法是将一根温度高于样品温度,一根和样品温度一致的两探针分开同时与样品接触,根据两探针相对电势的高低来确定样品的导电类型。此法叫做导电类型热探针判定法。2.40标准霍耳样品standardHallspecimen供作标准霍耳测量用的样品称为标准耳样品它应制作成如图2所示的长方体。图中,156,≤b/2,a,a2a1、a2≥2bA、B.C、D、E、F均为电接触点A、D通样品电流.B、F或C.E测定宿耳电压,BC或F、E测定欧姆电压降。图2标准霍耳样品的几何结构图
2.41标准霍耳测量法standardHallmeasurementmethod根据材料的霍耳系数、电阻率与载流子浓度和迁移率的确定关系,用标准霍耳样品,通过测甘材料的崔耳系数及电阻率来确定载流子浓度、迁移率及有关的方法称为标准霍耳测量法。2.42范得堡法Vanderpauwmethod根据范得堡提出的模型,采用厚度均匀的薄片样品进行电阻率和霍耳系数测量来确定材料的载流了浓度和迁移率及有关量的测量方法称为范得堡法。10
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2.43锭条崔耳测量法Hallmeasurementmethodforcrystalingot用实际晶锭代替标准霍耳样品进行崔耳测量,称为锭条霍耳测量法。此法针对晶锭横截面具体情况,确定锭条的横截面积和平均厚度,用这两个量代替标准带耳测量法中相应的量来计算电阻率、崔耳系数、载流子浓度和迁移率。2.44锦化钢晶体中杂质分布扩展电阻测量法spreadresistencemethodformeasuringimpuritydistribution in indium antimonide crystal根据锑化铟晶体在液氮温度或更低温度下电阻率主要是由电活性杂质浓度决定,将梯化钢晶体制成具有一表面为平面样品,通过测定样品在液氮温度或更低温度下该表面各处与金属探针接触的扩展电阻来确定各处的电阻率,从而确定样品中杂质浓度的相对分布的方法,叫做锑化钢晶体中杂质分布扩展电阻测量法。2.45碲汞晶体组分值密度测基法densitymethodformeasuringcompositionvalueofmercury cadmium telluride crystal根据碲镉汞晶体组分值和密度的经验关系,用失重法测定样品的密度来确定样品平均组分值的测量方法称为碲镉汞晶体组分7值密度测量法。2.46碲镉求晶体组分r值X射线荧光光谱测量法X-rayfluorescencespectroscopymethodformeasuring compositionvaluer of mercurycadmiumtelluridecrystal当确镐汞晶体受到X射线照射时,其元素的二次特征谱线(荧光)的强度与该元索含量有确定的关系。通过探测确锅汞晶体谱线k。的强度来确定品体样品的平均镉含量的方法,称为碲系晶体组分3值X射线荧光光谱测量法。2.47确镉汞晶体组分r值电子探针测量法electronmicroprobeanalysismethodformeasuringcomposition value r of mercury cadmium telluride crystal晶体样品某区域受到电子束轰击时,就会在该区域发射出元素特征X射线。该谱线的强度与品体中元素及其含量有关。通过适当地探测每种元素的特征X射线强度,可确定材料的组分。由于所使用的电子束横截面可以很小,可分析样品小至微米级范围,因此常用来测定样品微区的组分。
上述方法用米测定碲镉汞晶体样品的微区组分工值时称为碲镉汞晶体组分值微区分布电子探针测量法。
2.48碲镉汞晶体组分值电解液-电反射光谱测量法electrolyteelectrareflectancespectroscopymethod for measuring composition value of mercury cadmium telluride crystal碲镉汞晶体在电解液中在电场调制下其电反射光谱强度的相对变化率与光的波长的关系跟样品组分值有确定的关系。利用此原理来测量碲汞晶体样品的组分工值的方法称为碲汞晶体组分值电解液-电反射光谱测量法。调节入射光照射样品表面较小的区域及照射不同位置,则可测定样品微区值随位置的分布。2.49碲锡铅晶体组分值晶格常数测量法latticeconstantmethodformeasuringcompositionvalue of lead tin telluride crystal碲锡铅晶体的晶格常数α和组分工值圣线性关系,以化铅和碲化锡的晶格常数作参考,通过测定碲锡铅样品的晶格常数就可确定样品的值,此法称为锡铅晶体文值晶体常数测量法。3热释电材料专用名词术语定义及说明3.1极化、极化强度polarization,polarization电介质宏观小体积中呈现正负电荷中心不重合的现象称为电介质的极化。电介质宏观小体积单位体积中电偶极矩的矢量和称为极化强度。极化强度的大小和垂直极化方向的表面束缚电荷密度等值。YYKAONKAcas
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极化强度的大小常用符号P表示,单位为C/m。3.2电畴、自发极化、自发极化强度elcctricdomain,spontaneouspolarization,spontaneouspolariza-tion
某些晶态电介质在一定温度范围,其内部存在一个一个电矩不为零的小区域,这样的小区域称为电畴。
某些晶态电介质在一定温度范围内未受外电场作用和其他外作用,自发产生电畴的现象称为自发极化。
电介质内单个电畴单位体积中自发产生的电偶极矩矢量和称为自发极化强度,常用符号P表示,单位c/m
具有自发极化特性的晶态电介质在未经过外电场作用和其他外作用的情况下,在白发极化温度范围内一般含有若干个电畴,由于在热力学平衡下系统保持自由能最低,这些电畴的相互间取向通常是无规的,整块电介质净电矩通常为零。再者,自发极化的晶态电介质通常并不在极化轴的两端表面直接显示出来束缚电荷,因为这样的束缚电荷由于电介质内部的电传导和电介质从外部吸附相反的杂散游离电荷而被抵偿,因而在电介质外部亦不显示出电场。
3.3介电损耗,损耗角正切dielectricloss,tangentoflossangle电介质在交变电场作用下,不断改变极化状态时,由于漏导及极化驰豫而使部分电能转变成热能的现象称为介电损耗。
电介质在交变电场作用下,由于极化过程的驰豫,电位移矢量的变化比电场强度的变化落后一个相位角。此相位角称为损耗角,它的正切值称为损耗角正切。损耗角正切常用符号tano或tg表示。
由于电位移矢量的变化比电场强度的变化落后,介电常数可用一复数表示:EF-E2
式中:介电常数的实部;
E2—虚部。
(10)
交变电场在介质中产生无功功率和有功功率两部分,损耗角正切等于有功功率与无功功率之比,损耗角正切又称为损耗因子(dielectriclossfactor)。3.4热释电效应、热释电体pyroelectriceffect,pyroelectrics某些晶态电介质具有自发极化特性,其自发极化强度和温度有关,晶体在垂直于极化轴表面,束电荷密度随温度而改变,这种现象称为热释电效应。具有自发极化特性的材料,或者说,可以产生热释电效应的材料,称为热释电体。3.5热释电系数pyroelectriccoefficient对热释电体,当温度均匀地发生一微小变化△T时,其自发极化强度对温度的偏微商Pap
即热释电体在指定温度下自发极化强度随温度的变化率称为热释电体的热释电系数。热释电系数的单位为C/(m2·K)。3.6铁电性,铁电体ferroelectricity,ferroelectrics.11)
某些热释电体自发极化强度可经外电场作用而反转或重新取向,材料的上述特性称为铁电性。材料的铁电性由其电滞回线表征。具有铁电性的材料叫做铁电体。3.7铁电相、顺电相ferroelectricphase,paraelectricphase某些晶态电介质在某临界温度以下具有铁电体,材料这时的状态称为铁电相。材料当温度超过该临界温度铁电居里温度时的状态称为顺电相。12
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