Vật liệu vô cơ lý thuyết phần 9

Chương 4. Một số tính chất vật lý quan trọng của vật liệu vô cơ GS. Phạm Văn TườngVật liệu vô cơ NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2007. Tr 123 – 190. Từ khoá: Tính chất vật lý của vật liệu vô cơ, dẫn điện, dẫn nhiệt, dẫn electron, phát quang, laze. Tài liệu trong Thư viện điện tử ĐH Khoa học Tự nhiên có thể được sử dụng cho mục đích học tập và nghiên cứu cá nhân.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vật liệu vô cơ lý thuyết phần 9Chương 4. Một số tính chất vật lý quantrọng của vật liệu vô cơ GS. Phạm Văn Tường Vật liệu vô cơ NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2007. Tr 123 – 190.Từ khoá: Tính chất vật lý của vật liệu vô cơ, dẫn điện, dẫn nhiệt, dẫn electron, phátquang, laze.Tài liệu trong Thư viện điện tử ĐH Khoa học Tự nhiên có thể được sử dụng cho mụcđích học tập và nghiên cứu cá nhân. Nghiêm cấm mọi hình thức sao chép, in ấn phụcvụ các mục đích khác nếu không được sự chấp thuận của nhà xuất bản và tác giả.Mụ c l ụ cChương 4 MỘT SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÍ QUAN TRỌNG CỦA VẬT LIỆU VÔ CƠ . 2 4.1 Nhóm tính chất điện ................................................................................................... 2 4.1.1 Chất dẫn điện ion, chất điện li rắn...................................................................... 2 4.1.2 Chất dẫn electron.............................................................................................. 22 4.1.3 Các tính chất điện khác .................................................................................... 30 4.2 Nhóm tính chất từ ..................................................................................................... 42 4.2.1 Phần lí thuyết.................................................................................................... 43 4.2.2 Ví dụ một số vật liệu từ, cấu trúc và tính chất.................................................. 48 4.3 Các tính chất quang, vật liệu phát quang và laze ..................................................... 57 4.3.1 Sự phát quang và chất phát quang.................................................................... 57 4.3.2 Laze .................................................................................................................. 63 2Chương 4MỘT SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÍ QUAN TRỌNGCỦA VẬT LIỆU VÔ CƠ Có rất nhiều tính chất vật lí liên quan đến việc sử dụng vật liệu vô cơ, trong chương nàychỉ giới thiệu những nét cơ bản của ba nhóm tính chất quan trọng nhất. Đó là nhóm tính chấtliên quan đến khả năng dẫn điện, liên quan đến từ tính và liên quan đến sự phát quang.4.1 Nhóm tính chất điện Dựa vào khả năng dẫn điện người ta phân thành: chất dẫn điện, chất cách điện và chấtbán dẫn điện. Dựa vào phần tử mang điện trong quá trình dẫn điện người ta phân thành: chấtdẫn điện ion (đối với chất rắn thì gọi là chất điện li rắn) và chất dẫn điện electron. Ngoài radựa vào mối tương quan giữa cơ và điện còn có chất áp điện, mối tương quan giữa nhiệt vàđiện còn có chất hoả điện, hiện tượng nhiệt điện, dựa vào khả năng phân cực của các tế bàomạng lưới còn có loại chất xenhet điện.4.1.1 Chất dẫn điện ion, chất điện li rắn Tính dẫn điện của các vật thể rắn được thực hiện bằng sự dịch chuyển electron hoặc iontrong khoảng cách lớn. Thông thường, chỉ một trong các phần tử mang điện đó chiếm ưu thế,nhưng cũng có một số vật liệu vô cơ thể hiện đồng thời dẫn điện ion và dẫn điện electron. Để đặc trưng cho khả năng dẫn điện của vật liệu rắn người ta dùng khái niệm độ dẫn điệnriêng σ, tức là độ dẫn điện của một thể tích chất rắn đó có tiết diện cũng như chiều dài bằngmột đơn vị. Độ dẫn điện riêng σ thường được biểu diễn bằng ôm−1. cm−1; ôm−1.m−1, CM.m−1(CM đọc là cimen có giá trị bằng 1 ôm−1). Độ dẫn điện riêng của một vật bất kì không phụ thuộc vào bản chất chất mang điện vàđược xác định bằng phương trình. ∑n e μ σ= (33) ii i i ni là nồng độ chất mang điện tích loại i, ei và μi là điện tích và độ linh động của chấtmang điện tích đó. Đối với electron và ion có điện tích 1 thì e = 1,6.10−19C (điện tích electron). Bảng 31 giớithiệu giá trị độ dẫn điện riêng của một số loại vật liệu Thông thường, độ dẫn điện phụ thuộc vào nhiệt độ, khi tăng nhiệt độ thì độ dẫn điện tăng(trừ kim loại). Với kim loại thì ngược lại, độ dẫn điện có giá trị cực đại khi nhiệt độ thấp, cómột số kim loại ở gần không độ tuyệt đối có tính siêu dẫn. 3 . Bảng 31 Giá trị độ dẫn điện riêng của một số loại vật liệu σ(ôm−1. cm−1) Phần tử dẫn điện Vật liệu 4 Cl Na Cl Na Cl Na 2 Na Cl Na Cl Na Cl 1 Cl Na Cl Na Cl Na Na Cl Cl Na Cl Cl Na Cl Na Cl Na Hình 132 Sự dịch chuyển lỗ trống cation trong tinh thể NaCl Ở nhiệt độ thấp, nồng độ lỗ trống có nguồn gốc nhiệt còn rất bé mà chủ yếu là lỗ trốngtạp chất. Do đó độ dẫn điện tạp chất là quyết định. Khi nhiệt độ tăng có thể chuyển độ dẫn tạpchất đến độ dẫn riêng. Độ dẫn điện ion phụ thuộc vào nhiệt độ theo phương trình Arrenius. ...