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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 【交流】金属氧化物的导电机理
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211985:mad:

木虫 (著名写手)

格格

固体导电很复杂的！书上写的，随便抄几句！

★ ★ ★ ★
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GrasaVampiro(金币+3):拾人牙慧，epi没戏，金币加加 2010-12-10 16:25:53
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Originally posted by 九品墨徒 at 2010-11-26 16:36:24:
金属氧化物一般都是离子型晶体，如果离子晶体不含有任何缺陷，比如不含有任何杂质原子，本身没有偏离化学平衡计量比，按照严格的周期性排列的话那肯定是不导电的。
1）本征半导体，也就是说它本身含有某种缺陷，比如ZnO、TiO2等，会随着外界气氛、温度改变晶格中的氧的含量。还原性气氛和高温会使得晶格中的氧缺失，产生氧空位，从而局部表现出正电荷区域，这些正电荷区域在电场作用下的移动就形成的电流，表现出一定的导电能力。这里的“一定”是指由于这些本征缺陷浓度一般都很低，而且迁移率不高，对电流的贡献相对于另外一种情况：杂质原子的贡献较小。
2）第二种情况就是氧化物不纯净，含有杂质。比如ZnO中掺杂Al2O3后，三价Al替换了ZnO晶格中二价Zn的晶格位置，多余的一个电子收到较小的原子束缚而容易在电场下移动形成电流，对导电做出贡献（当然还有其他形式，比如低价杂质原子置换、小半径的间隙离子等都会促进导电）。这种杂质原子对导电性的贡献远远大于本征缺陷的贡献。

0.金属氧化物中以共价键形成的原子晶体（共价晶体）不比离子晶体少。本征铁磷酸锂就是导电的，那就是复合氧化物
1.氧空位本征缺陷导电，金属离子色心也导电，锂离子也导电，ZnO、TiO2也不是典型的离子晶体
2.掺杂引起的缺陷可以形成导电通道，但缺陷不局限于氧空位，锂离子，低价氧化物中心皆对电导（率）产生影响

[ Last edited by 211985 on 2010-11-30 at 14:45 ]
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文心雕鳳
11楼2010-11-30 14:40:14
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211985:mad:

木虫 (著名写手)

格格
★
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GrasaVampiro:拾人牙慧，epi没戏，金币加加 2010-12-10 16:25:53
斑竹不肯承认自己知识有漏洞
——同意一般氧化物为离子晶体，同意氧化锌和氧化钛是离子晶体~~
也是没办法的是


~~~~原谅原谅，斑竹有时要履行出气筒的义务

[ Last edited by 211985 on 2010-12-10 at 18:21 ]
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文心雕鳳
12楼2010-12-10 17:53:25
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icebambo0

新虫 (小有名气)
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6楼: Originally posted by 九品墨徒 at 2010-11-26 16:36:24
金属氧化物一般都是离子型晶体
如果离子晶体不含有任何缺陷，比如不含有任何杂质原子，本身没有偏离化学平衡计量比，按照严格的周期性排列的话那肯定是不导电的。
实际情况中，很多金属氧化物导电，原因有两种：
...

请问一下，小半径的间隙离子会促进导电的机理是怎么样的呢？还有我们通常说的介电常数指的是不导电能力吗？
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13楼2014-08-28 19:49:30
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icebambo0

新虫 (小有名气)
引用回帖:
11楼: Originally posted by 211985 at 2010-11-30 14:40:14
0.金属氧化物中以共价键形成的原子晶体（共价晶体）不比离子晶体少。本征铁磷酸锂就是导电的，那就是复合氧化物
1.氧空位本征缺陷导电，金属离子色心也导电，锂离子也导电，ZnO、TiO2也不是典型的离子晶体
...

低价氧化物中心指的是什么？
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14楼2014-08-28 19:50:28
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九品墨徒

银虫 (正式写手)

不是版主
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13楼: Originally posted by icebambo0 at 2014-08-28 19:49:30
请问一下，小半径的间隙离子会促进导电的机理是怎么样的呢？还有我们通常说的介电常数指的是不导电能力吗？...

这都是N年前的老贴子了竟然也会被翻出来，哈哈
小半径间隙离子在晶格中的扩散也会促进导电，这类叫做离子电导。貌似ZrO2的导电的部分贡献来自于氧离子的传输。（当然这里氧离子不算做小半径间隙离子，大概道理就是这样的）
常说的“介电常数”，是针对绝缘体的，表述其储存电荷能力大小的一个物理参数。如果一个方块的导体两短加上金属板，通交流电，这个导体实际上就是个导线的一部分。如果把金属块换成绝缘的陶瓷，就成了一个电容器，这个电容的大小就由这个绝缘材料的介电常数决定。建议看看《材料物理性能》这本书
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15楼2014-08-30 21:08:26
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icebambo0

新虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
15楼: Originally posted by 九品墨徒 at 2014-08-30 21:08:26
这都是N年前的老贴子了竟然也会被翻出来，哈哈
小半径间隙离子在晶格中的扩散也会促进导电，这类叫做离子电导。貌似ZrO2的导电的部分贡献来自于氧离子的传输。（当然这里氧离子不算做小半径间隙离子，大概道理就是 ...

也即是说，介电常数变小的话就说明材料本身存储电荷的能力降低了，也就是说里面的自由电荷比较少了是这样吗？
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16楼2014-09-01 15:24:40
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九品墨徒

银虫 (正式写手)

不是版主
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引用回帖:
16楼: Originally posted by icebambo0 at 2014-09-01 15:24:40
也即是说，介电常数变小的话就说明材料本身存储电荷的能力降低了，也就是说里面的自由电荷比较少了是这样吗？...

这里说的储存“电荷”不是自由电荷，绝缘体中是可以认为没有自由电荷的。这里的电荷是在交流电场中，材料内部被极化的感应电荷。
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17楼2014-09-02 13:32:26
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