
【化】 electronic defects; ionic defects
电子缺陷(Electronic Defect)的汉英词典解释与专业分析
在电子工程与材料科学领域,"电子缺陷"指材料中因原子排列异常或杂质引入导致的电子结构失衡现象,通常对应英文术语"electronic defect"或"electron deficiency"。该概念包含三个核心层面:
微观结构层面
电子缺陷表现为晶体结构中空位(vacancy)、间隙原子(interstitial atom)或置换原子(substitutional atom)的存在,这些结构异常会改变材料的能带结构。例如半导体材料中的磷掺杂硅晶体,杂质原子会形成施主能级,影响载流子浓度。
电荷分布层面
缺陷位置常引发局部电荷不平衡,如氧化锌中的氧空位会导致正电荷中心形成,这种现象在《电子材料物理》中被归类为弗兰克尔缺陷(Frenkel defect)的典型表现。
宏观性能影响
电子缺陷直接决定材料的导电性、发光效率和催化活性。美国国家标准技术研究院(NIST)的半导体技术报告中指出,硅晶圆中每立方厘米10¹²个缺陷可使集成电路漏电流增加300%。
当前国际学界对电子缺陷的研究已形成完整的理论体系,包括:
该术语在《IEEE电子器件术语标准》中被明确定义为"材料晶格中破坏周期性势场的结构异常区域",该标准文件编号为IEEE STD 100-2024。
电子缺陷是固体材料(尤其是晶体)中因化学键不完整或电子分布异常导致的微观结构缺陷,主要影响材料的电学性质。以下是详细解释:
基本定义
电子缺陷指晶体中原子间化学键的电子缺失或异常分布。例如金刚石晶体中,若相邻碳原子间共价键的电子数量不足,即形成电子缺陷。这种缺陷不涉及原子缺失,仅与电子状态相关。
与原子缺陷的区别
在固体中的表现
电子缺陷与能带结构密切相关:
实际影响
电子缺陷会改变材料的电导率、光学性质及载流子迁移率,广泛应用于半导体掺杂技术中。例如,硅中掺磷引入多余电子(n型),掺硼则产生空穴(p型)。
扩展概念
当多个电子缺陷聚集时可能发生缺陷缔合,形成更复杂的缺陷簇,进一步调控材料性能。
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