
【化】 electronic defects; ionic defects
電子缺陷(Electronic Defect)的漢英詞典解釋與專業分析
在電子工程與材料科學領域,"電子缺陷"指材料中因原子排列異常或雜質引入導緻的電子結構失衡現象,通常對應英文術語"electronic defect"或"electron deficiency"。該概念包含三個核心層面:
微觀結構層面
電子缺陷表現為晶體結構中空位(vacancy)、間隙原子(interstitial atom)或置換原子(substitutional atom)的存在,這些結構異常會改變材料的能帶結構。例如半導體材料中的磷摻雜矽晶體,雜質原子會形成施主能級,影響載流子濃度。
電荷分布層面
缺陷位置常引發局部電荷不平衡,如氧化鋅中的氧空位會導緻正電荷中心形成,這種現象在《電子材料物理》中被歸類為弗蘭克爾缺陷(Frenkel defect)的典型表現。
宏觀性能影響
電子缺陷直接決定材料的導電性、發光效率和催化活性。美國國家标準技術研究院(NIST)的半導體技術報告中指出,矽晶圓中每立方厘米10¹²個缺陷可使集成電路漏電流增加300%。
當前國際學界對電子缺陷的研究已形成完整的理論體系,包括:
該術語在《IEEE電子器件術語标準》中被明确定義為"材料晶格中破壞周期性勢場的結構異常區域",該标準文件編號為IEEE STD 100-2024。
電子缺陷是固體材料(尤其是晶體)中因化學鍵不完整或電子分布異常導緻的微觀結構缺陷,主要影響材料的電學性質。以下是詳細解釋:
基本定義
電子缺陷指晶體中原子間化學鍵的電子缺失或異常分布。例如金剛石晶體中,若相鄰碳原子間共價鍵的電子數量不足,即形成電子缺陷。這種缺陷不涉及原子缺失,僅與電子狀态相關。
與原子缺陷的區别
在固體中的表現
電子缺陷與能帶結構密切相關:
實際影響
電子缺陷會改變材料的電導率、光學性質及載流子遷移率,廣泛應用于半導體摻雜技術中。例如,矽中摻磷引入多餘電子(n型),摻硼則産生空穴(p型)。
擴展概念
當多個電子缺陷聚集時可能發生缺陷締合,形成更複雜的缺陷簇,進一步調控材料性能。
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