2016年华南理工大学846电介质物理学考研真题

时间:2017-12-24 13:37 来源:研导师 作者:研导师教育

     

2016年华南理工大学846电介质物理学考研真题
 

资料内容:
 

2016年华南理工大学846电介质物理学考研真题

 

真题原文:

华南理工大学
2016 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷
(试卷上做答无效,请在答题纸上做答,试后本卷必须与答题纸一同交回)
科目名称:电介质物理学
适用专业:材料学,微电子学与固体电子学
共 2 页
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一、填写下列定义、概念或公式:(50 分,每空 2 分)
[1] 根据导电载流子种类的不同,固体电介质的电导可以分成以下几种形式:
① ;② ,其中 是电介质中最主要的导
电形式;某些含钛酸盐类材料,特别是以银做电极时,常温下的 的特
征也很明显。
[2] 当介质中只有一种松弛极化时,加上电压时,松弛极化强度与时间的关系可近似
地表示为: 。
[3]在金红石晶体中,引入结构系数的概念对有效电场进行修正,结构系数其实表示了
被考察离子周围离子对被考察离子的影响,当这种影响加强了外电场的作用时,结构
系数取 (正或负)值。
[4] 当电场不很强时,气体电介质的电导服从欧姆定律,即电流密度 J 与电场强度 E
满足: 。
[5] 气体常见的几种放电形式有: 、 、 。
[6] 实际固体电介质的击穿不仅与电介质本身的结构和物质组成有关,还与工作环境
条件和样品性状有关:①电介质厚度增大,击穿场强 (增大或减小);②工
作温度升高,击穿场强 (增大或减小);③工作频率升高,击穿场强
(增大或减小);④在非均匀电场中的击穿场强 (大于或小于)
均匀电场中的击穿场强。
[7] 电位移 D、电场强度 E 及极化强度 P 之间的数学表达式为:
[8] 光在电介质中的折射率与介电常数的关系式可表示为: 。
[9] 要提高电介质的介电常数,可以从三方面着手:① ;
② ;③ 。
[10] 钛酸钡是典型的氧八面体结构的位移型相转变铁电体,其居里温度为 ,
在居里温度以下发生顺电-铁电相变,其晶体结构随温度发生相应的变化:在居里点
以上是 ,介电常数遵守居里-外斯定律: ;在
居里点以下转变为 ;当温度下降到 5℃以下时,晶格结构呈 ;
温度继续下降到-90℃以下时,晶体转变为 。
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二、简答题:(70 分)
1 什么叫空间电荷极化?为什么会产生?并给出双层介质中不发生空间电荷极化的
条件?(10 分)
2 请写出电介质德拜方程式中介电常数的实部、虚部和介电损耗的频率表达式?并写
出 Cole-Cole 圆的方程式。(15 分)
3.什么是固体电介质在空气中的沿面放电?固体电介质在空气中的沿面放电有何特
点和危害?如何防止高压、大功率电子陶瓷器件在空气中的沿面极化?(15 分)
4 试用能带理论解释金属、半导体和绝缘体的导电性质。固体电介质中产生导电电子
的机构有哪些?(10 分)
5 试画出以下物质在交流电场作用下的 P-E 回线示意图:导体,线性无损耗介质,线
性有损耗介质,非线性无损耗介质,铁电体(标出其相关重要参数)。(10 分)
6 请说明压电晶体、热释电晶体、铁电晶体和反铁电晶体之间的关系。(10 分)
三、综合题(30 分)
1、在 t=20℃、相对湿度=90%的大气条件下,石英晶体的表面可能形成厚度约为 40
个水分子的连续水膜,如右图所示,其中 h 为水膜的厚度;l 为电极的长度;d 为电
极间距离。若取水分子的直径 D=2.510-10m,水的体积电阻率v=105﹒m,求石英
晶体的表面电导率s。(12 分)
2、直径为 10mm、厚度为 1mm 的介质电容器,其电容为 2000pf,损耗角正切为 0.02。
计算:电介质的相对介电系数;损耗因子tan;在交变电场的频率为 50MHz 时的交
流 电 导 ; 外 加 10V 、 1KHz 正 弦 电 压 时 的 泄 漏 电 流 。( 附 : 真 空 介 电 系 数
0=8.8510-12F/m)(18 分)


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