2016年華南理工大學研究生入學考試專業(yè)課真題846_電介質物理學

1、第1頁846華南理工大學2016年攻讀碩士學位研究生入學考試試卷（試卷上做答無效，請在答題紙上做答，試后本卷必須與答題紙一同交回）科目名稱：電介質物理學適用專業(yè)：材料學，微電子學與固體電子學一、填寫下列定義、概念或公式：（50分，每空2分）[1]根據導電載流子種類的不同，固體電介質的電導可以分成以下幾種形式：共2頁①；②，其中是電介質中最主要的導電形式；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]當介質中只有一

2、種松弛極化時，加上電壓時，松弛極化強度與時間的關系可近似地表示為：。[3]在金紅石晶體中，引入結構系數的概念對有效電場進行修正，結構系數其實表示了被考察離子周圍離子對被考察離子的影響，當這種影響加強了外電場的作用時，結構系數?。ㄕ蜇摚┲?。[4]當電場不很強時，氣體電介質的電導服從歐姆定律，即電流密度J與電場強度E滿足：。[5]氣體常見的幾種放電形式有：、、。[6]實際固體電介質的擊穿不僅與電介質本身的結構和物質組成有關，還與工作環(huán)境條

3、件和樣品性狀有關：①電介質厚度增大，擊穿場強（增大或減?。虎诠ぷ鳒囟壬?，擊穿場強（增大或減?。?；③工作頻率升高，擊穿場強（增大或減?。?；④在非均勻電場中的擊穿場強（大于或小于）均勻電場中的擊穿場強。[7]電位移D、電場強度E及極化強度P之間的數學表達式為：[8]光在電介質中的折射率與介電常數的關系式可表示為：。[9]要提高電介質的介電常數，可以從三方面著手：①；②；③。[10]鈦酸鋇是典型的氧八面體結構的位移型相轉變鐵電體，其居里溫

4、度為，在居里溫度以下發(fā)生順電鐵電相變，其晶體結構隨溫度發(fā)生相應的變化：在居里點以上是，介電常數遵守居里外斯定律：；在居里點以下轉變?yōu)椋划敎囟认陆档?℃以下時，晶格結構呈；溫度繼續(xù)下降到90℃以下時，晶體轉變?yōu)?。?頁二、簡答題：（70分）1什么叫空間電荷極化？為什么會產生？并給出雙層介質中不發(fā)生空間電荷極化的條件？（10分）2請寫出電介質德拜方程式中介電常數的實部、虛部和介電損耗的頻率表達式？并寫出ColeCole圓的方程式。（15分）

5、3.什么是固體電介質在空氣中的沿面放電？固體電介質在空氣中的沿面放電有何特點和危害？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、半導體和絕緣體的導電性質。固體電介質中產生導電電子的機構有哪些？（10分）5試畫出以下物質在交流電場作用下的PE回線示意圖：導體，線性無損耗介質，線性有損耗介質，非線性無損耗介質，鐵電體（標出其相關重要參數）。（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率?s。(12分)2、直徑為10mm、厚度為1mm的介質電容器，其電容為2000pf，損耗角正切為0.02。計算：電介質的相對介電系數；