2016華南理工大學(xué)考研真題846_電介質(zhì)物理學(xué)

1、846華南理工大學(xué)2016年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷（試卷上做答無效，請?jiān)诖痤}紙上做答，試后本卷必須與答題紙一同交回）科目名稱：電介質(zhì)物理學(xué)適用專業(yè)：材料學(xué)，微電子學(xué)與固體電子學(xué)共2頁第1頁一、填寫下列定義、概念或公式：（50分，每空2分）[1]根據(jù)導(dǎo)電載流子種類的不同，固體電介質(zhì)的電導(dǎo)可以分成以下幾種形式：①；②，其中是電介質(zhì)中最主要的導(dǎo)電形式；某些含鈦酸鹽類材料，特別是以銀做電極時，常溫下的的特征也很明顯。[2]當(dāng)介質(zhì)中只有一

2、種松弛極化時，加上電壓時，松弛極化強(qiáng)度與時間的關(guān)系可近似地表示為：。[3]在金紅石晶體中，引入結(jié)構(gòu)系數(shù)的概念對有效電場進(jìn)行修正，結(jié)構(gòu)系數(shù)其實(shí)表示了被考察離子周圍離子對被考察離子的影響，當(dāng)這種影響加強(qiáng)了外電場的作用時，結(jié)構(gòu)系數(shù)取（正或負(fù)）值。[4]當(dāng)電場不很強(qiáng)時，氣體電介質(zhì)的電導(dǎo)服從歐姆定律，即電流密度J與電場強(qiáng)度E滿足：。[5]氣體常見的幾種放電形式有：、、。[6]實(shí)際固體電介質(zhì)的擊穿不僅與電介質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)組成有關(guān)，還與工作環(huán)境條

3、件和樣品性狀有關(guān)：①電介質(zhì)厚度增大，擊穿場強(qiáng)（增大或減小）；②工作溫度升高，擊穿場強(qiáng)（增大或減小）；③工作頻率升高，擊穿場強(qiáng)（增大或減?。?；④在非均勻電場中的擊穿場強(qiáng)（大于或小于）均勻電場中的擊穿場強(qiáng)。[7]電位移D、電場強(qiáng)度E及極化強(qiáng)度P之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：[8]光在電介質(zhì)中的折射率與介電常數(shù)的關(guān)系式可表示為：。[9]要提高電介質(zhì)的介電常數(shù)，可以從三方面著手：①；②；③。[10]鈦酸鋇是典型的氧八面體結(jié)構(gòu)的位移型相轉(zhuǎn)變鐵電體，其居里溫

4、度為，在居里溫度以下發(fā)生順電鐵電相變，其晶體結(jié)構(gòu)隨溫度發(fā)生相應(yīng)的變化：在居里點(diǎn)以上是，介電常數(shù)遵守居里外斯定律：；在居里點(diǎn)以下轉(zhuǎn)變?yōu)?；?dāng)溫度下降到5℃以下時，晶格結(jié)構(gòu)呈；溫度繼續(xù)下降到90℃以下時，晶體轉(zhuǎn)變?yōu)?。?頁二、簡答題：（70分）1什么叫空間電荷極化？為什么會產(chǎn)生？并給出雙層介質(zhì)中不發(fā)生空間電荷極化的條件？（10分）2請寫出電介質(zhì)德拜方程式中介電常數(shù)的實(shí)部、虛部和介電損耗的頻率表達(dá)式？并寫出ColeCole圓的方程式。（15分）

5、3.什么是固體電介質(zhì)在空氣中的沿面放電？固體電介質(zhì)在空氣中的沿面放電有何特點(diǎn)和危害？如何防止高壓、大功率電子陶瓷器件在空氣中的沿面極化？（15分）4試用能帶理論解釋金屬、半導(dǎo)體和絕緣體的導(dǎo)電性質(zhì)。固體電介質(zhì)中產(chǎn)生導(dǎo)電電子的機(jī)構(gòu)有哪些？（10分）5試畫出以下物質(zhì)在交流電場作用下的PE回線示意圖：導(dǎo)體，線性無損耗介質(zhì)，線性有損耗介質(zhì)，非線性無損耗介質(zhì)，鐵電體（標(biāo)出其相關(guān)重要參數(shù)）。（10分）6請說明壓電晶體、熱釋電晶體、鐵電晶體和反鐵電晶體

6、之間的關(guān)系。（10分）三、綜合題（30分）1、在t=20℃、相對濕度?=90%的大氣條件下，石英晶體的表面可能形成厚度約為40個水分子的連續(xù)水膜，如右圖所示，其中h為水膜的厚度；l為電極的長度；d為電極間距離。若取水分子的直徑D=2.5?1010m，水的體積電阻率?v=105?﹒m，求石英晶體的表面電導(dǎo)率?s。(12分)2、直徑為10mm、厚度為1mm的介質(zhì)電容器，其電容為2000pf，損耗角正切為0.02。計(jì)算：電介質(zhì)的相對介電系數(shù)；