
【电】 intrinsic conductivity
essence; genius; inbeing; essentiality; substance
【医】 entity
【医】 electrical conductivity
本质导电度(Intrinsic Conductivity)是固体物理学中描述纯净半导体材料固有导电特性的核心概念,指材料在未掺杂杂质、仅依靠自身原子结构产生载流子(电子和空穴)时的导电能力。其物理机制源于材料禁带宽度(Band Gap)的热激发效应:当温度升高时,价带电子获得足够能量跃迁至导带,形成自由电子-空穴对,从而产生导电性。
本质导电度的数学表达式为:
$$ sigma_i = n_i q (mu_e + mu_h) $$
其中$sigma_i$为本质导电度,$n_i$为本征载流子浓度,$q$为电子电荷量,$mu_e$和$mu_h$分别为电子和空穴的迁移率。该公式表明,导电度与温度呈指数关系,主要受禁带宽度和载流子迁移率影响。
在工程应用中,本质导电度是半导体器件设计的理论基础。例如硅(Si)和锗(Ge)的本征导电度差异直接影响其工作温度范围和器件效率。此外,绝缘材料(如二氧化硅)的本质导电度极低,这一特性被广泛应用于集成电路的隔离层设计。
(参考资料:Solid State Physics by N. Ashcroft, 1976;Journal of Applied Physics, 2020;IEEE Electron Device Letters;National Institute of Standards and Technology)
导电度(或称电导度)是衡量物质导电能力的物理量,其核心定义和“本质导电度”相关解释如下:
基本定义
导电度指物质在单位电压下导通电流的能力,国际单位为西门子(Siemens,原称“姆欧”)。它反映材料中电荷载子(如离子、电子)的迁移能力,与离子浓度、价态、温度等因素相关。例如,水中电解质含量越高,导电度通常越大。
本质导电度的含义
“本质导电度”一般指材料固有的导电特性,而非由外部添加的杂质或环境因素引起。例如:
影响因素
本质导电度主要取决于材料自身的原子/分子结构,如金属的金属键、半导体的能带结构。而实际应用中,导电度可能受温度(如半导体导电性随温度升高而增强)或晶体缺陷影响。
应用领域
导电度常用于水质检测(如灌溉水电解质含量评估)、材料科学(区分导体/绝缘体)及工业熔体监测(如中熔体导电能力分析)。
若需进一步区分“本征导电”与“杂质导电”,建议参考半导体物理或材料科学专业资料。
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