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
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
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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=2.510-10m，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=8.8510-12F/m）(18 分)
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