10.2.4金属的电阻率正如前述，大部分金属是良导电体，几种常用金属的室温电导率列在表10一1中。金属具有高导电率是因为大量电子可被激发到费密能上面的空态而成为自由电子，因此，在电导率(10一9表达式）中n有大的值。表10.1八种常用金属和合金的室温电导率金属电导率（2m）-1银6.9×107铜金铝6.0×1074.3X1073.8×107铁1.0×107黄铜（70Cu-30Zn）1.6×107低碳钢0.6X107不锈钢0.2X107Cmeg/aol“02
© meg/aol ‘02 10．2．4 金属的电阻率 正如前述，大部分金属是良导电体，几种常用金属的室温电导率 列在表10－1中。金属具有高导电率是因为大量电子可被激发到费密 能上面的空态而成为自由电子，因此，在电导率(10－9表达式)中n有 大的值。 表10.1 八种常用金属和合金的室温电导率 银 6.9×107 铜 6.0×107 金 4.3×107 铝 3.8×107 铁 1.0×107 黄铜（70Cu-30Zn） 1.6×107 低碳钢 0.6×107 不锈钢 0.2×107 _ 金属 电导率（ ·m）-1
金属的总电阻率是热振动，杂质和塑性形变三者的加和，因为散射机制互相是独立的。这在数学上可表达如下：Ptotal =P, +P,+Pd式中分别表示温度，杂质和形变对电阻率的贡献ppiPa，分别表示温度，杂质和形变对电阻率的贡献，上式有时被称为马基申定律（Matthiessen'srule）。每个p变量对总电阻率的影响被显示在图10一4中。该图描述了退火态和形变态的铜和铜镍合金，它们的电阻率随温度的变化曲线，并在-100℃演示出每种电阳率贡献的叠加特征。meg/aol"02
© meg/aol ‘02 金属的总电阻率是热振动，杂质和塑性形变三者的加和，因为散射机 制互相是独立的。这在数学上可表达如下： total t i d t i d 式中 、 、 分别表示温度，杂质 和形变对电阻率的贡献 ，分别表示温度，杂质 和形变对电阻率的贡献，上式有时被称为马 基申定律（Matthiessen’s rule）。每个 ρ变量对总电阻率的影响被显示 在图10－4中。该图描述了退火态和形变态的铜和铜镍合金，它们的 电阻率随温度的变化曲线，并在-100℃演示出每种电阻率贡献的叠加 特征
温度(F)o1002003004005TTCu+3.32at%Ni5(e-0 -0)率明申Cu+2.16at%ii4形变1.12at%NiCuP纯铜-n-150500-200-100+50250温度cc>图10一4铜和三种Cu-Ni合金的电导率与温度的关系Cmeg/aol“02
© meg/aol ‘02 图10－4 铜和三种Cu-Ni合金的电导率与温度的关系
10.2.5本征和非本征半导体中的电导率本征半导体是一种其电行为基于高纯材料中的固有电子结构的材料。当电性受杂质原子支配时，这样的半导体称谓非本征半导体。本征半导体可用图10-3(d)中所示的0K时的电子能带结构来表征，该能带结构是完全充满的阶带并被一个相对窄的带隙（一般小于2eV)与空导带相隔离。某些化合物半导体材料也显示本征行为。在IIIA和VA组之间的元素就形成这样一组化合物，例如砷化镓（GaAs)和锑化钢（InSb）。IIB和VIA中元素构成的化合物也呈现半导体行为.它们包括硫化（CdS.）和碲化锌（ZnTe)。由于形成这些化合物的两种元素在周期表中的相对位置被分得更远，因此原子键合变得更离子性和带隙能量增加，即材料变得更绝缘性。表10一2列出了某些化合物半导体的带隙能量。meg/aol“02
© meg/aol ‘02 10．2．5 本征和非本征半导体中的电导率 本征半导体是一种其电行为基于高纯材料中的固有电子结构的材料。当电 性受杂质原子支配时，这样的半导体称谓非本征半导体。 本征半导体可用图10-3(d)中所示的0K时的电子能带结构来表征,该能带结构 是完全充满的阶带,并被一个相对窄的带隙(一般小于2eV)与空导带相隔离。某 些化合物半导体材料也显示本征行为。在IIIA和VA 组之间的元素就形成这样 一组化合物,例如,砷化镓(GaAs)和锑化铟 (InSb)。 IIB 和VIA 中元素构成的化合 物也呈现半导体行为,它们包括硫化镉(CdS,) 和碲化锌(ZnTe)。由于形成这些化 合物的两种元素在周期表中的相对位置被分得更远，因此原子键合变得更离子 性和带隙能量增加，即材料变得更绝缘性。表10－2列出了某些化合物半导体 的带隙能量
表10一2半导体材料在室温时的带隙能量、电子迁移率、空穴迁移率和本征电导率材料带隙能量（eV）电导率（o·m）-1电子迁移率（m2/V-s）空位迁移率（m2/V-s)元素Si4×10-41.110.140.052.20.38Ge0.670.18ⅢI-V化合物GaP2.250.050.00210-61.35GaAs0.850.450.172×1047.7InSb0.07IⅡI二VI化合物Cds2.400.032.260.030.01ZnTeCmeg/aol“02
© meg/aol ‘02 材料 带隙能量（eV） 电导率（ ）－1 电子迁移率（m2/V·s） 空位迁移率（m2/V·s ） m 元 素 Si 1.11 4×10-4 0.14 0.05 Ge 0.67 2.2 0.38 0.18 III－V 化合物 GaP 2.25 — 0.05 0.002 GaAs 1.35 10-6 0.85 0.45 InSb 0.17 2×104 7.7 0.07 II —VI 化合物 CdS 2.40 — 0.03 — ZnTe 2.26 — 0.03 0.01 表 10－2 半导体材料在室温时的带隙能量、电子迁移率、空穴迁移率和本征电导率