四、无定形固体介质的电导玻璃为典型的无定形固体介质，它没有固定的活化能，活化能U为平均值。激活能大，电导率低第30页，共43页，星期日，2025年，2月5日LiNaKR第31页，共43页，星期日，2025年，2月5日第1页，共43页，星期日，2025年，2月5日§3-1电导的概念一、载流子电介质中——离子电导为主。离子微小位移——产生极化离子从一个电极位移至另一个电极——形成电导第2页，共43页，星期日，2025年，2月5日载流子的种类：离子——从能带理论可知，主要为弱联系离子、本征离子；带电胶粒——如水离解；电子——对窄禁带电介质。载流子的形成：离子电导：由（晶格）结点上的离子产生的本征离子电导；由杂质离子产生的杂质离子电导。电泳电导：带电胶粒形成的基团（游子）产生的电导。电子电导：一般是由光辐照产生的电子形成电子电导。abc导带价带电子导电空穴导电受激激子：杂质离子与价带电子的复合（不参与导电）第3页，共43页，星期日，2025年，2月5日物理性质半导体（Si、Ge）电介质（NaCl等）光吸收限???m?1.50.25禁带宽度（eV）0.85电子空穴本征电导自由载流子浓度（m-3）T=300KT=300KT=500K2.8?101810-181自由载流子迁移率（m2/sV）10-4~110-8本征电导率（?·m）-14.5?10-5~0.4510-4510-27有效质量比m*/m00.11杂质离子的非本征电导光频介电常数?=n2162.5电离能（eV）5?10-32杂质浓度（m-3）1018~10241026电离杂质浓度（m-3）1018~10242?10-9105非本征电导率（?·m）-11.6?10510-352?10-22半导体与电介质物理性能对比第4页，共43页，星期日，2025年，2月5日二、电导率?与迁移率?的概念SVm第5页，共43页，星期日，2025年，2月5日结论：对电介质来说，导电载流子可以是离子和电子，但在大多数情况下，主要为离子导电，这与导体和半导体的电子导电机理有所不同；研究电介质的导电性质，应了解载流子的性质和其迁移机理，揭示宏观介电参数与微观导电机构间的规律性。第6页，共43页，星期日，2025年，2月5日§3-2气体介质的载流子和电导一、载流子的产生体积电离——体内气体分子相互碰撞而发生的电离，又称为本征电离；表面电离——金属电极表面电子逸出而使气体发生的电离，又称为非本征电离。气体介质只有在气体分子电离的情况下，才会产生电流。气体分子的相互碰撞，光、热、辐射等都可能引起气体电离。第7页，共43页，星期日，2025年，2月5日二、气体介质的电流-电压关系（伏-安特性曲线）IIIIII第8页，共43页，星期日，2025年，2月5日说明在电流很小时，载流子的浓度与无电场的载流子浓度相同。第9页，共43页，星期日，2025年，2月5日第10页，共43页，星期日，2025年，2月5日通常所说的电导率均是指饱和区的电导率。第11页，共43页，星期日，2025年，2月5日高电场区如电场很高，例如E106V/cm，离子在电场中获得很高的能量而产生新的碰撞和电离，使N随E的增大指数增加，导致电流的指数增大。第12页，共43页，星期日，2025年，2月5日§3-3液体介质的载流子和电导常见的液体电介质：矿物油——变压器油、电容器油；植物油——蓖麻油、桐油；有机溶剂——苯、甲苯、四氯化碳；新型液体介质——十二烷基苯、硅油、酯类油。纯液体介质具有很低的电导率?=10-13~10-15（??cm）-1，含有杂质的液体介质的电导率?=10-9~10-13（??cm）-1。第13页，共43页，星期日，2025年，2月5日一、液体介质的载流子离子本征离子杂质离子胶粒——水（或悬浮状水珠）离子的来源：热离解产生直接离解：如H2O——2H++O2-间接离解：先发生氧化组成新的物质，再离解。第14页，共43页，星期日，2025年，2月5日二、液体介质的离子电导第15页，共43页，星期日，2025年，2月5日本征杂质第16页，共43页，星期日，2025年，2月5日三、液体介质的电泳电导1.载流子——胶粒来源：1）加树脂（提高黏度、稳定性）——悬浮离子；2）过量的水——细小水珠。特点：1）胶粒为分子的聚集体，大小在10-6~10-10m；2）胶