电磁与光

无机合成与固体化学

1、超导体

1. 超导体的基本性质
(1) 零电阻效应: 临界温度Tc, 磁场Hc(T), 电流Ic(T)
(2) 完全抗磁性: χ=-1

到目前为止,已发现的高温超导材料有四类,都是复杂金属氧化物:

• ① 镧钡铜氧化物(Tc=36k)　
• ② 钇钡铜氧化物(Tc=90k)　
• ③ 铋锶钙铜氧化物(有两个不同的高温超导相,Tc分别为110k和85k)
• ④ 铊钡钙铜氧化物(最高Tc=125k)

这些高温超导氧化物都有共同的结构特点

• ① 具有变形钙钛矿原胞的层状堆砌结构
• ② 都有铜离子;
• ③ 都存在氧空位。

高温超导体除了氧化物陶瓷外，还有一类是有机超导体。
C60掺杂、MgB2（二硼化镁（MgB2），其超导转变温度达39K）、铁基超导体（掺杂了氟的镧氧铁砷化合物（LaOFeAs））

离子导体

参与电导的载流子为离子，有离子或空位 （液态电解质、固态电解质）

本征电导,也叫固有离子电导,是晶体点阵的离子由于热振动而离开了晶格，形成热缺陷。这种热缺陷无论是离子，还是空位都是带电的，都可作为离子电导载流子。

分类
(1) 正离子导体材料 H+, Li+, Na+, Ag+, Cu+
(2) 负离子导体材料 O2-, F-
(3) 混合离子导体材料

影响离子电导率的因素

• 温度:呈指数关系，随温度升高，电导率迅速增大
• 晶体结构
  

  关键点：活化能大小――决定于晶体间各粒子结合力。而晶体结合力受如下因素影响
  a)离子半径：一般离子半径小，结合力大，因而活化能也大；
  b)离子电荷，电价高，结合力大，因而活化能也大；
  c)堆积程度，结合愈紧密，可供移动的离子数目就少，且移动也要困难些，可导致较低的电导率。

快离子导体

虽然是固体，但它的一个亚点阵却处于熔化状态（见液态快离子导体亚点阵），因此它又具有液体的某些特性，即具有固—液二重性。

快离子导体具有特殊的晶体结构，可以看成是由两个亚点阵所构成，一个是不运动离子形成的刚性亚点阵，另一个是由运动离子构成的液态亚点阵。刚性亚点阵必须满足三个条件：

①刚性亚点阵中能被运动离子占据的位置数远远大于运动离子数。
②间隙位置之间的势垒必须足够低，以使运动离子能通过热激活从一个间隙位置跃迁到近邻的位置。
③能被运动离子占据的位置必须连成通道。这种通道可以是一维的，但最好是二维和三维的。

电介质陶瓷

电介质：一种非导电体，特别是指电导率低于百万分之一($10^{-6}$)的物体。

介电性（dielectricity）：未经极化的压电陶瓷是各向同性的，其介电常数ε只有一个，而极化以后，它就成为各向异性的电介质了，即在其极化轴方向的介电常数与非极化轴方向的是不同的。

几类电介质陶瓷的关系

自发极化：在没有外电场作用时，铁电晶体或铁电陶瓷中存在着由于电偶极子的有序排列而产生的极化，称为自发极化。

铁电性：某些材料在一定温度范围内具有自发极化。而且其自发极化可以因外电场的作用而转向，材料的这种特性称为铁电性。

“移峰效应”和“压峰效应”

光学性能

光是一种电磁波 。材料的光学性能是指材料对电磁波辐射、特别是对可见光的反应，主要是用材料对电磁波的吸收，反射和透射特性来衡量。

各种材料的光学性质

金属中的电子吸收了光子的能量跃迁到导带中高能级时，它们处于不稳定状态，立刻又回落到能量较低的稳定态，同时发射出与入射光子相同波长的光子束，这就是反射光。

散射，指的是光在传播中遇到不均匀结构时偏离原来的方向，主要是由反射、折射引起的。

长余辉材料

多孔材料

按孔径大小分为三类
微孔： 孔径 < 2nm
介孔： 2nm < 孔径 < 50nm
大孔： 孔径 > 2nm

沸石分子筛

一级结构单元: 硅氧四面体

二级结构单元 : 由硅（铝）氧四面体为单位，首尾相连可构成多员环,一般称其为分子筛的二级结构单元或次级结构单元。