電化學工作站如何測導帶

❶ 怎麼判斷簡並半導體什麼是簡並半導體

一般情況下，ND<NC或NA <NV；費米能級處於禁帶之中。當ND≥NC或NA≥NV時，EF將與EC或EV重合，或進入導帶或價帶，此時的半導體稱為簡並半導體。也即，簡並半導體是指：費米能級位於導帶之中或與導帶重合；費米能級位於價帶之中或與價帶重合。

選取EF = EC為簡並化條件，得到簡並時最小施主雜質濃度：

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半導體晶元的製造過程可以分為沙子原料（石英）、硅錠、晶圓、光刻，蝕刻、離子注入、金屬沉積、金屬層、互連、晶圓測試與切割、核心封裝、等級測試、包裝等諸多步驟，而且每一步里邊又包含更多細致的過程。

1、沙子：硅是地殼內第二豐富的元素，而脫氧後的沙子（尤其是石英）最多包含25%的硅元素，以二氧化硅（SiO2）的形式存在，這也是半導體製造產業的基礎。

2、硅熔煉：12英寸/300毫米晶圓級，下同。通過多步凈化得到可用於半導體製造質量的硅，學名電子級硅（EGS），平均每一百萬個硅原子中最多隻有一個雜質原子。此圖展示了是如何通過硅凈化熔煉得到大晶體的，最後得到的就是硅錠。

3、單晶硅錠：整體基本呈圓柱形，重約100千克，硅純度99.9999%。

4、硅錠切割：橫向切割成圓形的單個矽片，也就是我們常說的晶圓（Wafer）。

5、晶圓：切割出的晶圓經過拋光後變得幾乎完美無瑕，表面甚至可以當鏡子。

6、光刻膠（Photo Resist）：圖中藍色部分就是在晶圓旋轉過程中澆上去的光刻膠液體，類似製作傳統膠片的那種。晶圓旋轉可以讓光刻膠鋪的非常薄、非常平。

7、光刻：光刻膠層隨後透過掩模（Mask）被曝光在紫外線（UV）之下，變得可溶，期間發生的化學反應類似按下機械相機快門那一刻膠片的變化。掩模上印著預先設計好的電路圖案，紫外線透過它照在光刻膠層上，就會形成微處理器的每一層電路圖案。

8、溶解光刻膠：光刻過程中曝光在紫外線下的光刻膠被溶解掉，清除後留下的圖案和掩模上的一致。

9、蝕刻：使用化學物質溶解掉暴露出來的晶圓部分，而剩下的光刻膠保護著不應該蝕刻的部分。

10、清除光刻膠：蝕刻完成後，光刻膠的使命宣告完成，全部清除後就可以看到設計好的電路圖案。

再次光刻膠：再次澆上光刻膠（藍色部分），然後光刻，並洗掉曝光的部分，剩下的光刻膠還是用來保護不會離子注入的那部分材料。

11、離子注入（Ion Implantation）：在真空系統中，用經過加速的、要摻雜的原子的離子照射（注入）固體材料，從而在被注入的區域形成特殊的注入層，並改變這些區域的硅的導電性。經過電場加速後，注入的離子流的速度可以超過30萬千米每小時。

12、清除光刻膠：離子注入完成後，光刻膠也被清除，而注入區域（綠色部分）也已摻雜，注入了不同的原子。注意這時候的綠色和之前已經有所不同。

13、晶體管就緒：至此，晶體管已經基本完成。在絕緣材（品紅色）上蝕刻出三個孔洞，並填充銅，以便和其它晶體管互連。

14、電鍍：在晶圓上電鍍一層硫酸銅，將銅離子沉澱到晶體管上。銅離子會從正極（陽極）走向負極（陰極）。

15、銅層：電鍍完成後，銅離子沉積在晶圓表面，形成一個薄薄的銅層。

16、拋光：將多餘的銅拋光掉，也就是磨光晶圓表面。

17、金屬層：晶體管級別，六個晶體管的組合，大約500納米。在不同晶體管之間形成復合互連金屬層，具體布局取決於相應處理器所需要的不同功能性。晶元表面看起來異常平滑，但事實上可能包含20多層復雜的電路，放大之後可以看到極其復雜的電路網路，形如未來派的多層高速公路系統。

18、晶圓測試：內核級別，大約10毫米/0.5英寸。圖中是晶圓的局部，正在接受第一次功能性測試，使用參考電路圖案和每一塊晶元進行對比。

19、晶圓切片（Slicing）：晶圓級別，300毫米/12英寸。將晶圓切割成塊，每一塊就是晶元的內核（Die）。

20、丟棄瑕疵內核：晶圓級別。測試過程中發現的有瑕疵的內核被拋棄，留下完好的准備進入下一步

21、封裝

參考資料來源：網路-半導體

參考資料來源：網路-簡並半導體

❷ 一個物質的光學帶隙和電化學帶隙有何不同

直接帶隙半導體材料就是導帶最小值（導帶底）和滿帶最大值在k空間中同一位置。電子要躍遷到導帶上產生導電的電子和空穴（形成半滿能帶）只需要吸收能量。
間接帶隙半導體材料導帶最小值（導帶底）和滿帶最大值在k空間中不同位置。形成半滿能帶不。

❸ 【求助】缺陷是怎麼捕獲電荷的呢

dreampursuer(站內聯系TA)呵呵，看來你要對自已進行科普了，元小雪(站內聯系TA)用量子力學的話說,就是缺陷處形成 了勢阱,把電子束縛在裡面了anyupenglilin(站內聯系TA)誰幫咱科普一下啊anyupenglilin(站內聯系TA)沒人給咱科普一下啊guoluo(站內聯系TA)在帶隙間會產生很多局域態，捕獲電子和空虛cnncheese(站內聯系TA)可以看一下有關缺陷化學的書。
產生的電子缺陷的種類是自由電子還是帶正電的空穴來區分是n還是P型。
例如當P取代了四價的硅，該置換後的缺陷帶正電荷，則需要負電荷的電子缺陷去中和。所以產生自由電子缺陷，載流子為e。HONG786(站內聯系TA)根本上,雜質/缺陷俘獲電子和空穴應當是該處原子勢場的改變,造成對周期勢的破壞,可以形成禁帶中的局域態能級(也可以是導價帶中的非定域能級).e/h布居該能級即可視為俘獲
個人意見,僅供參考zhouliang768(站內聯系TA)在摻雜體系中，由於主體材料和客體材料的導帶（LUMO)和價帶（HOMO)不同，以至於電子或空穴在進入摻雜體系以後，會優先的選擇能量較低的狀態，所以就造成了載流子俘獲現象。anyupenglilin(站內聯系TA)也就是說，材料摻雜後，雜質捕獲或者失去電荷，形成缺陷。材料是n型還是p型 要根據雜質是捕獲還是失去電子，所帶電荷的大小，要根據其捕獲或者失去電子的能力來衡量。

❹ 什麼是平帶電位

平帶電位（Flat band voltage）就是在MOS系統中，使半導體表面能帶拉平（呈平帶狀態）所需要外加的電壓時的電位。

用來表徵：平帶狀態一般是指理想MOS系統中各個區域的能帶都是拉平的一種狀態。

測量：電化學方法：在三電極體系下，使用入射光激發半導體電極，並改變電極上的電勢。當施加的電位比平帶電位偏負的時候，光生電子不能夠進入外電路，也就是說不會產生光電流。

相反，當施加的電位比平帶電位偏正的時候，光生電子則能偶進入外電路，進而產生光電流。所以開始產生光電流的電勢即為該納米半導體的平帶電位。

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平帶電壓計算

平帶電壓可分為兩部分相加，Vfb=Vfb1+Vfb2，Vfb1用來抵消功函數差的影響，Vfb2用來消除氧化層及界面電荷的影響

1）Vfb1

Vfb1=φms=φg-φf；

對於多晶硅柵，高摻雜的情況下，φg≈0.56V，+用於p型柵，-用於n型柵。

φf是相對於本徵費米能級的費米勢。

2）Vfb2

以固定的有效界面電荷Q0來等效所有各類電荷作用，Vfb2=-Q0/Cox。

Cox為單位面積氧化層電容，可用ε0/dox求得。

總結起來，Vfb=φg-φf-Q0/Cox。

❺ 光催化性能測試時，如何去除表面吸附對光催化性能測試數據的影響

光催化材料是由CeO2（70%-90%） ZrO2（30%-10%）組成，形成ZrO2穩定CeO2的均勻復合物，外觀呈淺黃色，具有納米層狀結構，在 1000℃ 經4小時老化後，比表面仍較大（>15M# G），因此高溫下也能保持較高的活性。
用途：適用於高溫催化材料，如汽車尾氣催化劑 技術背景——能源危機和環境問題
人類目前使用的主要能源有石油、天然氣和煤炭三種。根據國際能源機構的統計，地球上這三種能源能供人類開採的年限，分別只有40年、50年和240年。值得注意的是，中國剩餘可開采儲蓄僅為1390億噸標准煤，按照中國2003年的開采速度16.67億噸/年，僅能維持83年。中國石油資源不足，天然氣資源也不夠豐富，中國已成為世界第二大石油進口國。因此，開發新能源，特別是用清潔能源替代傳統能源，迅速地逐年降低它們的消耗量，保護環境改善城市空氣質量早已經成為關乎社會可持續發展的重大課題。中國能源發展方向可以鎖定在前景看好的五種清潔能源： 水電、風能、太陽能、氫能和生物質。
太陽能不僅清潔干凈，而且供應充足，每天照射到地球上的太陽能是全球每天所需能源的一萬倍以上。直接利用太陽能來解決能源的枯竭和地球環境污染等問題是其中一個最好、直接、有效的方法。為此，中國政府制定實施了「中國光明工程」計劃。模仿自然界植物的光合作用原理和開發出人工合成技術被稱為「21世紀夢」的技術。它的核心就是開發高效的太陽光響應型半導體光催化劑。目前國內外光催劑的研究多數停留在二氧化鈦及相關修飾。盡管這些工作卓有成效，但是在規模化利用太陽能方面還遠遠不夠。因此搜尋高效太陽光響應型半導體作為新型光催化劑成為當前此領域最重要的課題。
二， 光催化材料的基本原理
半導體在光激發下，電子從價帶躍遷到導帶位置，以此，在導帶形成光生電子，在價帶形成光生空穴。利用光生電子-空穴對的還原氧化性能，可以降解周圍環境中的有機污染物以及光解水制備H2和O2。
高效光催化劑必須滿足如下幾個條件： （1）半導體適當的導帶和價帶位置，在凈化污染物應用中價帶電位必須有足夠的氧化性能，在光解水應用中，電位必須滿足產H2和產O2的要求。（2）高效的電子-空穴分離能力，降低它們的復合幾率。（3）可見光響應特性：低於420nm左右的紫外光能量大概只佔太陽光能的4%，如何利用可見光乃至紅外光能量，是決定光催化材料能否在得以大規模實際應用的先決條件。常規anatase-type TiO2 只能在紫外光響應，雖然通過攙雜改性，其吸收邊得以紅移，但效果還不夠理想。 因此，開發可見光響應的高效光催化材料是該領域的研究熱點。只是，現在的研究狀況還不盡人意。
三， 光催化材料體系的研究概況
從目前的資料來看，光催化材料體系主要可以分為氧化物，硫化物，氮化物以及磷化物
氧化物：最典型的主要是TiO2及其改性材料。目前，絕大部分氧化物主要集中在元素周期表中的d區， 研究的比較多的是含Ti，Nb，Ta的氧化物或復合氧化物。其他的含W，Cr，Fe，Co，Ni，Zr等金屬氧化物也見報道。個人感覺，d區過渡族金屬元素氧化物經過炒菜式的狂轟亂炸後，開發所謂的新體系光催化已經沒有多大潛力。目前，以日本學者J. Sato為代表的研究人員，已經把目光鎖定在p區元素氧化物上，如含有Ga，Ge，Sb，In，Sn，Bi元素的氧化物。
硫化物：硫化物雖然有較小的禁帶寬度，但容易發生光腐蝕現象，較氧化物而言，穩定性較差。主要有ZnS，CdS等
氮化物：也有較低的帶系寬度，研究得不多。有Ta／N，Nb／N等體系
磷化物：研究很少，如GaP
按照晶體/顆粒形貌分類：
（1）層狀結構
**半導體微粒柱撐於石墨及天然/人工合成的層狀硅酸鹽
**層狀單元金屬氧化物半導體如：V2O5，MoO3，WO3等
**鈦酸，鈮酸，鈦鈮酸及其合成的鹼（土）金屬離子可交換層狀結構和半導體微粒柱撐於層間的結構
**含Bi層狀結構材料，（Bi2O2）2+（An-1BnO3n+1）2- （A=Ba，Bi，Pb；B=Ti，Nb，W），鈣鈦礦層 （An-1BnO3n+1）2-夾在（Bi2O2）2+層之間。典型的有：Bi2WO6，Bi2W2O9，Bi3TiNbO9
**層狀鉭酸鹽：RbLnTa2O7（Ln=La,Pr,Nd,Sm）
（2）通道結構
比較典型的為BaTi4O9，A2Ti6O13（A=K，Na，Li，等）。這類結構往往比層狀結構材料具有更為優異的光催化性能。研究認為，其性能主要歸咎於金屬-氧多面體中的非對稱性，產生了偶極距，從而有利於電子和空穴分離
（3）管狀結構：在鈦酸鹽中研究較多
（4）晶須或多晶一維材料
經由VLS，VS，LS（如水熱合成，熔鹽法）機制可制備一維材料；
液相合成中的軟模化學法制備介孔結構的多晶一維材料
對於該種行貌的材料，沒有跡象表明，其光催化性能得以提高
（5）其他形狀復雜的晶體或粉末顆粒
最典型的是ZnO材料，根據合成方法不同，其行貌也相當豐富
四，提高光催化材料性能的途徑
（1）顆粒微細納米化
降低光生電子-空穴從體內到表面的傳輸距離，相應的，它們被復合的幾率也大大降低。
（2）過度金屬摻雜和非金屬摻雜
金屬：摻雜後形成的雜質能級可以成為光生載流體的捕獲阱，延長載流子的壽命。Choi以21種金屬離子對TiO2光催化活性的影響，表明Fe3+，Mo5+，Re5+，Ru3+，V4+，Rh3+能夠提高光催化活性，其中Fe3+的效果最好。具有閉殼層電子構型的金屬離子如Li+，Al3+，Mg2+，Zn2+，Ga2+，Nb5+，Sn4+對催化性影響甚微
非金屬：TiO2中N，S，C，P，鹵族元素等
對於摻雜，個人的認識，其有如下效應：
**電價效應：不同價離子的摻雜產生離子缺陷，可以成為載流子的捕獲阱，延長其壽命；並提高電導能力
**離子尺寸效應：離子尺寸的不同將使晶體結構發生一定的畸變，晶體不對性增加，提高了光生電子-空穴分離效果
**摻雜能級：摻雜元素電負性大小的不同，帶隙中形成摻雜能級，可實現價帶電子的分級躍遷，光響應紅移
（3）半導體復合
利用異種半導體之間的能帶結構不同，復合後，如光生電子從A粉末表面輸出，而空穴從B表面導出。也即電子和空穴得到有效分離
（4）表面負載
將半導體納米粒子固定技術在不同的載體上（多孔玻璃、硅石、分子篩等）制備分子或團簇尺寸的光催化劑。
（5）表面光敏
利用具有較高重態的具有可見光吸收的有機物，在可見光激發下，電子從有機物轉移到半導體粉末的導帶上。該種方法不具有實用性，一方面，有機物的穩定性值得質疑；另一考慮的是經濟因素
（6）貴金屬沉積
貴金屬：Pt, Au, Pd, Rh,
Ni, Cu, Ag,等
（7）外場耦合
熱場，電場，磁場，微波場，超聲波場
目前，研究較多的是電場效應。其他場的研究也不少見，效果一般，更多的是從工藝層次來說明效果，所謂理論的東西不多

❻ PN結材料的禁帶寬度的測量為什麼要恆流條件

PN結材料的禁帶寬度的測量要恆流條件
符號為Eg;導帶的最低能級和價帶的最高能級之間的能。固體物理學的量。SI單位:J(焦〔耳〕)。並用的非SI單位:eV(電子伏)。1 eV = (1.602 177 33±0.000 000 49)×10-19J。

禁帶寬度(Band gap)是指一個能帶寬度(單位是電子伏特(ev))，固體中電子的能量是不可以連續取值的，而是一些不連續的能帶，要導電就要有自由電子存在，自由電子存在的能帶稱為導帶（能導電），被束縛的電子要成為自由電子，就必須獲得足夠能量從價帶躍遷到導帶，這個能量的最小值就是禁帶寬度。
例如：室溫下（300K），鍺的禁帶寬度約為0.66ev；硅的禁帶寬度約為1.12ev；砷化鎵的禁帶寬度約為1.424ev；氧化亞銅的禁帶寬度約為2.2eV。禁帶非常窄的一般是金屬，反之一般是絕緣體。半導體的反向耐壓，正向壓降都和禁帶寬度有關
序號 行業標准名稱 行業標准代號 主管部門
1 農業 NY 農業部
2 水產 SC 農業部
3 水利 SL 水利部
4 林業 LY 國家林業局
5 輕工 QB 國家輕工業局
6 紡織 FZ 國家紡織工業局
7 醫葯 YY 國家葯品監督管理局
8 民政 MZ 民政部
9 教育 JY 教育部
10 煙草 YC 國家煙草專賣局
11 黑色金屬 YB 國家冶金工業局
12 有色冶金 YS 國家有色金屬工業局
13 石油天然氣 ST 國家石油和化學工業局
14 化工 HG 國家石油和化學工業局
15 石油化工 SH 國家石油和化學工業局
16 建材 JC 國家建築材料工業局
17 地質礦產 DZ 國土資源部
18 土地管理 TD 國土資源部
19 測繪 CH 國家測繪局
20 機械 JB 國家機械工業局
21 汽車 QC 國家機械工業局
22 民用航空 MH 中國民航管理總局
23 兵工民品 WJ 國防科工委
24 船舶 CB 國防科工委
25 航空 HB 國防科工委
26 航天 QJ 國防科工委
27 核工業 EJ 國防科工委
28 鐵路運輸 TB 鐵道部
29 交通 JT 交通部
30 勞動和勞動安全 LD 勞動和社會保障部
31 電子 SJ 信息產業部
32 通信 YD 信息產業部
33 廣播電影電視 GY 國家廣播電影電視總局
34 電力 DL 國家經貿委
35 金融 JR 中國人民銀行
36 海洋 HY 國家海洋局
37 檔案 DA 國家檔案局
38 商檢 SN 國家出入境檢驗檢疫局
39 文化 WH 文化部
40 體育 TY 國家體育總局
41 商業 SB 國家國內貿易局
42 物資管理 WB 國家國內貿易局
43 環境保護 HJ 國家環境保護總局
44 稀土 XB 國家計發委稀土辦公室
45 城鎮建設 CJ 建設部
46 建築工業 JG 建設部
47 新聞出版 CY 國家新聞出版署
48 煤炭 MT 國家煤炭工業局
49 衛生 WS 衛生部
50 公共安全 GA 公安部
51 包裝 BB 中國包裝工業總公司
52 地震 DB 國家地震局
53 旅遊 LB 國家旅遊局
54 氣象 QX 中國氣象局
55 外經貿 WM 對外經濟貿易合作部
56 海關 HS 海關總署
57 郵政 YZ 國家郵政局
註：行業標准分為強制性和推薦性標准。表中給出的是強制性行業標准代號，推薦性行業標准代號是在強制性行業標准代號後面加「/T」，例如國家輕工業局的推薦性行業標准代號是QB/T

❼ 高溫高壓下氫氧根會變成羥基自由基嗎

高溫高壓下氫氧根不會變成羥基自由基

羥基自由基製取方法
電Fenton法
工藝上將Fe2+和H2O2的組合稱為Fenton試劑。它能有效地氧化降解廢水中的有機污染物，其實質是H2O2在Fe2+的催化下產生具有高反應活性的·OH。目前，Fenton法主要是通過光輻射、催化劑、電化學作用產生·OH。利用光催化或光輻射法產生·OH，存在H2O2及太陽能利用效率低等問題。而電Fenton法是H2O2和Fe2+均通過電化學法持續地產生[7]，它比一般化學Fenton試劑具有H2O2利用率高、費用低及反應速度快等優點。因此，通過電Fenton法產生·OH將成為主要途徑之一。
應用電Fenton法產生·OH處理有機廢水多數是以平板鐵為陽極，多孔碳電極為陰極，在陰極通以氧氣或空氣。通電時，在陰陽兩極上進行相同電化當量的電化學反應，在相同的時間內分別生成相同物質的量的Fe2+和H2O2，從而使得隨後生成Fenton試劑的化學反應得以實現[8]。
溶液的pH值對氧陰極還原獲得H2O2的反應有很大的影響[9]。研究表明，溶液的pH值不僅對陰極反應電位和槽電壓有影響，還將決定著生成H2O2的電流效率，進而影響隨後生成·OH的效率及與有機污染物的降解脫色反應。
自20世紀80年代中期後，國內外已廣泛開展了對電Fenton法機理及其在有機廢水中的應用進行了研究。Hsiao等[10]用石墨作陰極對酚和氯苯的氧化進行了研究，結果表明，該法對酚和氯苯的氧化處理比光Fenton法徹底。鄭曦[11]等以可溶性鐵為陽極,多孔石墨電極為陰極,Na2SO4為支持電解質,於電解現場產生Fenton試劑，在低電流密度(10 mA/cm2)下，可有效地抑制陰、陽兩極副反應的發生，所產生的·OH濃度足以有效地降解染料廢水,脫色率達100%，CODCr去除率達80%。另外，電Fenton法與其它方法結合處理廢水，不少研究者對其可行性進行了研究[12]，取得了一定的成效。Brillas等[13]分別用Pt作陽極和充氧的碳－聚四氯乙烯作陰極，對2,4-D(二氯苯氧基乙酸)進行降解處理，濃度低時2,4-D的礦化程度高達90%，若與光Fenton法相結合，2,4-D可完全礦化。Kusvuran等[14]還以RR120有機染料廢水作為研究對象，比較分析了電Fenton法與其它方法的處理效果，結果表明，濕空氣氧化法、光電Fenton法、UV/TiO2的降解效果較為理想，電Fenton法次之。

電解氧化法
在外加電場作用下陽極可以直接或間接產生具有強氧化活性的·OH[15]。這種方法的特點基本無二次污染，符合環保的要求。長期以來，由於受到電極材料的限制，該法降解處理有機污染物的電流效率低，能耗大，因而較少直接應用於實際廢水處理中，陽極材料的研究自然也成為主要的研究方向。80年代後，國內外許多研究者從研製高催化活性的電極材料入手，對電催化產生·OH的機理和影響降解效率的因素進行研究，取得較大的突破，並開始用於特種難生物降解的有機廢水的處理。如宋衛峰[16]等提出用金屬氧化物製作的二維穩定陽極（簡稱DSA）對有機物進行氧化降解，取得了一定的效果。但由於傳統的二維平板電極的表面積較小,傳質問題仍未能根本解決，電流效率低，能耗高，故未能在實際中得到普遍應用。相比之下，三維電極因其面體比增大，傳質效果較好, 已得到不少研究者的青睞，並取得一定成效。何春等[17]利用三維電極電化學反應器新技術能有效地去除有機廢水的苯胺。有的研究者採用廉價的不銹鋼作為電極材料，研究了二維電極法和三維電極法的處理效果及其機理。熊蓉春等[18] 就用此法對羅丹明B染料廢水進行處理，實驗結果表明，不銹鋼電極材料對有機污染物具有較好的電催化降解作用，尤其是採用三維電極法時，能在較短時間內達到優異的水處理效果。比色法的測定結果發現，不銹鋼電極材料在電催化降解過程中產生了氧化能力極強的·OH。崔艷萍等[19]還研究了在復極性三維電解槽中在填充粒子和通入空氣條件下的電化學氧化過程，利用陽極的直接氧化作用、陽極·OH和陰極產生H2O2的間接氧化作用，從而在較低能耗的情況下，充分提高填充粒子的利用率，達到了較好的降解效果。Duverneuil等[20]用沉積了SnO2的Ti作為陽極，對有機廢水進行降解研究，獲得了滿意的去除效果。
然而，電解氧化法工業化應用仍存在著一些問題，如電流效率仍然偏低、能耗大、電催化降解反應器的效率較低、電化學催化降解有機污染物的機理還需要進一步探討等[21]。加強對上述問題的研究，是該法今後發展的方向。

半導體電催化法
由於某些半導體材料有良好的光化學特性和活潑的電化學行為，近年來，利用半導體材料製成電極在有機廢水中的研究應用已引起眾多研究者的重視[22]。
半導體催化材料在電場中有「空穴」效應[23]，即半導體處於一定強度的電場時，其價帶電子會越過禁帶進入導帶，同時在價帶上形成電激空穴，空穴有很強的俘獲電子的能力，可以奪取半導體顆粒表面的有機物或溶劑中的電子發生氧化還原反應。在水溶液發生的電催化氧化反應中，水分子在半導體表面失去電子生成強氧化性的·OH，同時半導體催化劑和電極產生的H2O2等活性氧化物質也起協同作用，因此，在電催化反應體系中存在多種產生強氧化因子的途徑，能有效地提高了催化降解的效率。在半導體電催化反應中，電壓和電流強度都要達到一定的值。一般來說，隨著外加電壓的升高，體系產生·OH的速率增大，有機物的去除效率提高[24]。但也有研究發現，當外加電壓達到一定值時，進一步升高電壓會抑制自由基的生成，降低了催化效率[25]。
半導體電催化法在有機廢水處理中的研究，主要以在摻雜半導體電極和納米半導體材料電極作為陽極產生·OH處理有機廢水。董海等[26]採用摻銻的SnO2粉製成的半導體電極，研究了含酚廢水的電催化降解反應，對酚的降解率達90%。

半導體光電催化法
在紫外光等照射下，並外加電場的作用下TiO2半導體內也會存在「空穴」效應，這種光電組合產生·OH的方法又稱光電催化法。TiO2光電組合效應不但可以把導帶電子的還原過程同價帶空穴的氧化過程從空間位置上分開(與半導體微粒相比較)，明顯地減少了簡單復合，結果大大增加了半導體表面·OH的生成效率且防止了氧化中間產物在陰極上的再還原，而且導帶電子能被引到陰極還原水中的H+，因此不需要向系統內鼓入作為電子俘獲劑的O2[27]。
由於上述優勢，光電催化技術在有機廢水的研究工作得到了迅速發展，戴清等[28]利用TiO2薄膜電極作為工作電極，建立了電助光催化體系，以含氯苯酚(例如4-氯苯酚和2,4,6-三氯苯酚)廢水作為降解對象，進行光電催化研究。 Cheng 等[29]用三維電極光電催化降解處理亞甲基蘭廢水，研究表明，其脫色率和COD的去除率分別為95%和87%。Waldne等[30]用TiO2半導體光電催化法進行降解4-氯苯酚的研究，取得較好處理效果。
目前，光電化學反應的研究工作還大多局限於實驗室階段,應用納米TiO2半導體電極光電催化法處理大規模工業有機廢水的報道還不多，主要是由於TiO2半導體重復利用率不高和光電催化反應器光電催化效率降低。因此，把TiO2經過改性、修飾制備成高效且能重復使用的電極，如在TiO2材料表面上進行貴金屬沉積、摻雜金屬離子、復合半導體、表面光敏化劑等[31]，已成為以TiO2為半導體電極進行光電催化降解有機污染物研究的熱點。此外，這項技術的實用化必然涉及到反應器的結構和類型的確定，開發高效重復使用且費用較低的工業化光催化反應器,也將是納米TiO2工業化應用的關鍵。

❽ 感測器的工作原理是什麼

感測器的工作原理是：當彈性軸受扭時,應變橋檢測得到的mV級的應變信號通過儀表放大器放大成1.5v±1v的強信號,再通過V/F轉換器變換成頻率信號,通過信號環形變壓器從旋轉的初級線圈傳遞至靜止次級線圈,再經過外殼上的信號處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號,既可提供給專用二次儀表或頻率計顯示也可直接送計算機處理。

❾ 電化學基礎知識

一、銅、銀、鋅電極的制備
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(1)銀電極的制備
將欲鍍之銀電極兩只用細砂紙輕輕打磨至露出新鮮的金屬光澤，再用蒸餾水洗凈。將欲用
的兩只Pt 電極浸入稀硝酸溶液片刻，取出用蒸餾水洗凈。將洗凈的電極分別插入盛有鍍銀
液(鍍液組成為100mL 水中加1.5g 硝酸銀和1.5g 氰化鈉)的小瓶中，按圖Ⅲ15 1 接好
線路 ，並將兩個小瓶串聯，控制電流為0.3mA，鍍1h，得白色緊密的鍍銀電極兩只。
(2)銅電極的制備
將銅電極在1∶3 的稀硝酸中浸泡片刻，取出洗凈，作為負極，以另一銅板作正極在鍍銅液
中電鍍(鍍銅液組成為:每升中含125gCuSO4�6�15H2O，25gH2SO4，50mL 乙醇)。控制電流為
20mA，電鍍20min 得表面呈紅色的Cu 電極，洗凈後放入0.1000mol�6�1kg-1CuSO4 中備用。
(3)鋅電極的制備
將鋅電極在稀硫酸溶液中浸泡片刻，取出洗凈，浸入汞或飽和硝酸亞汞溶液中約10s，表面
上即生成一層光亮的汞齊，用水沖洗晾乾後，插入0.1000mol�6�1kg-1ZnSO4 中待用。
二、鹽橋的制備
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1、瓊酯－飽和KCl 鹽橋： 燒杯中加入瓊酯3 克和97ml 蒸餾水，在水浴上加熱至完全溶解。
然後加入30 克KCl 充分攪拌，KCl 完全溶解後趁熱用滴管或虹吸將此溶液加入已事先彎好
的玻璃管中，靜置待瓊酯凝結後便可使用。瓊酯－飽和KCl 鹽橋不能用於含Ag＋、Hg2
2＋等
與Cl－作用的例子或含有ClO4－等與K+作用的物質的溶液。
2、3%瓊酯－1mol�6�1dm－3 K2SO4鹽橋：適用於與作用的溶液，在該溶液中可使用Hg―Hg2SO4―
飽和K2SO4 電極。
3、3%瓊酯－1mol�6�1dm－3 NaCl 或LiCl 鹽橋：適用於含高濃度的ClO4－的溶液，在該溶液
中可使用汞－甘汞－飽和NaCl 或LiCl 電極。
4、NH4NO3 鹽橋和KNO3 鹽橋在許多溶液中都能使用，但它與通 常的各種電極無共同離子，
因而在共同使用時會改變參考電極的濃度和引入外來離子，從而可能改變參考電極的電勢 。
另外在含有高濃度的酸、氨的溶液中不能使用瓊酯鹽橋。
5、（1）簡易法
用滴管將飽和KNO3(或NH4NO3)溶液注入Ｕ型管中，加滿後用捻緊的濾紙塞緊Ｕ型管兩端
即 可，管中不能存有氣泡。
(2) 凝膠法
稱取瓊脂1g 放入50mL 飽和KNO3 溶液中，浸泡片刻，再緩慢加熱至沸騰，待瓊脂全部溶
解後 稍冷，將洗凈之鹽橋管插入瓊脂溶液中，從管的上口將溶液吸滿(管中不能有氣泡)，
保持 此充滿狀態冷卻到室溫，即凝固成凍膠固定在管內。取出擦凈備用。
三、電鍍常識
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電鍍常識
表面處理的基本過程大致分為三個階段：前處理，中間處理和後處理。
1 前處理
零件在處理之前，程度不同地存在著毛刺和油污，有的嚴重腐蝕，給中間處理帶來很大困
難，給化學或電化學過程增加額外阻力，有時甚至使零件局部或整個表面不能獲得鍍層或
膜層，還會污染電解液，影響表面處理層的質量。包括除油、浸蝕，磨光、拋光、滾光、
吹砂、局部保護、裝掛、加輔助電極等。
2 中間處理
是賦予零件各種預期性能的主要階段，是表面處理的核心，表面處理質量的好壞主要取決
於這一階段的處理。
3 後處理
是對膜層和鍍層的輔助處理。
電鍍過程中的基本術語
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1 分散能力
在特定條件下，一定溶液使電極（通常是陰極）鍍層分布比初次電流分布所獲得的結果更
為均勻的能力。亦稱均鍍能力。
2 覆蓋能力
鍍液在特定條件下凹槽或深孔處沉積金屬的能力。亦稱深鍍能力。
3 陽 極
能夠接受反應物所給出電子的電極，即發生氧化反應的電極。
4 不溶性陽極
在電流通過時，不發生陽極溶解反應的電極。
5 陰 極
反應於其上獲得電子的電極，即發生還原反應的電極。
6 電流密度
單位面積電極上通過的電流強度，通常以 A/dm2 表示。
7 電流密度范圍
能獲得合格鍍層的電流密度區間。
8 電流效率
電極上通過單位電量時，其一反應形成之產物的實際重量與其電化當量之比，通常以百分
數表示。
9 陰極性鍍層
電極電位的代數值比基體金屬大的金屬鍍層。
10 陽極性鍍層
電極電位的代數值比基體金屬小的金屬鍍層。
11 陽極泥
在電流作用下陽極溶解後的殘留物。
12 沉積速度
單位時間內零件表面沉積出金屬的厚度。
13 初次電流分布
在電極極化不存在時，電流在電極表面上的分布。
14 活 化
使金屬表面鈍化狀態消失的作用。
15 鈍 化
在一定環境下使金屬表面正常溶解反應受到嚴重阻礙，並在比較寬的電極電位范圍內使金
屬溶解反應速度降到很低的作用。
16 氫 脆
由於浸蝕，除油或電鍍等過程中金屬或合金吸收氫原子而引起的脆性。
17 PH 值
氫離子活度 aH+ 的常用對數的負值。
18 基體材料
能在其上沉積金屬或形成膜層的材料。
19 輔助陰極
為了消除被鍍製件上某些部位由於電力線過於集中而出現的毛刺和燒焦等毛病，在該部位
附近另加某種形狀的陰極，用以消耗部分電流，這種附加的陰極就是輔助陰極。
20 輔助陽極
除了在電鍍中正常需用的陽極以外，為了改善被鍍製件表面上的電流分布而使用的輔加陽
極。
21 電 解
使電流通過電解質溶液而在陽極，陰極引起氧化還原反應的過程。
22 極 化
當電流通過電極時，電極電位發生偏離平衡電位的現象。
23 皂化反應
油脂在鹼性條件下的水解反應。
24 陰極極化
直流電通過電極時，陰極電位偏離平衡電位向負的方向移動的現象。
25 槽電壓
電解時，電解槽兩極之間的總電位差。
鍍覆方法術語
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1 化學鈍化
將製件放在含有氧化劑的溶液中處理，使表面形成一層很薄的鈍態保護膜的過程。
2 化學氧化
通過化學處理使金屬表面形成氧化膜的過程。
3 電化學氧化
在一定電解液中以金屬製件為陽極，經電解，於製件表面形成一層具有防護性，裝飾性或
其它功能氧化膜的過程。
4 電 鍍
利用電解原理，使金屬或合金沉積在製件表面，形成均勻、緻密、結合力良好的金屬層的
過程。
5 轉 化 膜
對金屬進行化學或電化學處理所形成的含有該金屬之化合物的表面膜層。
6 鋼鐵發藍（鋼鐵化學氧化）
將鋼鐵製件在空氣中加熱或浸入氧化性的溶液中，使之於表面形成通常為藍（黑）色的薄氧
化膜的過程。
7 沖擊電流
電流過程中通過的瞬時大電流。
8 光亮電鍍
在適當條件下，從鍍槽中直接得到具有光澤鍍層的電鍍。
9 合金電鍍
在電流作用下，使兩種或兩種以上金屬（也包括非金屬元素）共沉積的過程。
10 多層電鍍
在同一基體上先後沉積上幾層性質或材料不同的金屬層的電鍍。
11 沖 擊 鍍
在特定的溶液中以高的電流密度，短時間電沉積出金屬薄層，以改善隨後沉積鍍層與基體
間結合力的方法。
12 磷 化
在鋼鐵製件表面上形成一層不溶解的磷酸鹽保護膜的處理過程。
13 熱抗散
加熱處理鍍件，使基體金屬和沉積金屬（一種或多種）擴散形成合金的過程。
電池充電的名詞解釋
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充電率(C-rate)
C 是Capacity 的第一個字母，用來表示電池充放電時電流的大小數值。例如：充電電池的額
定容量為1100mAh 時，即表示以1100mAh（1C）放電時間可持續1 小時， 如以200mA（0.2C）
放電時間可持續5 小時，充電也可按此對照計算。
終止電壓（Cut-off discharge voltage）
指電池放電時，電壓下降到電池不宜再繼續放電的最低工作電壓值。根據不同的電池類型及
不同的放電條件，對電池的容量和壽命的要求也不同，因此規定的電池放電的終止電壓也不
相同。
開路電壓（Open circuit voltage OCV）
電池不放電時，電池兩極之間的電位差被稱為開路電壓。 電池的開路電壓，會依電池正、 負
極與電解液的材料而異，如果電池正、負極的材料完全一樣，那麼不管電池的體積有多 大，
幾何結構如何變化，起開路電壓都一樣的。
放電深度（Depth of discharge DOD）
在電池使用過程中，電池放出的容量占其額定容量的百分比，稱為放電深度。放電深度的高
低和二次電池的充電壽命有很深的關系，當二次電池的放電深度越深，其充電壽命就越短，
因此在使用時應盡量避免深度放電。
過放電（Over discharge）
電池若是在放電過程中，超過電池放電的終止電壓值，還繼續放電時就可能會造成電池內壓
升高，正、負極活性物質的可逆性遭到損壞，使電池的容量產生明顯減少。
過充電（Over charge）
電池在充電時，在達到充滿狀態後，若還繼續充電，可能導致電池內壓升高、電池變形、漏
夜等情況發生，電池的性能也會顯著降低和損壞。
能量密度（Energy density）
電池的平均單位體積或質量所釋放出的電能。一般在相同體積下，鋰離子電池的能量密度是
鎳鎘電池的2.5 倍，是鎳氫電池的1.8 倍，因此在電池容量相等的情況下，鋰離子電池就會
比鎳鎘、鎳氫電池的體積更小，重量更輕。
自放電（Self discharge）
電池不管在有無被使用的狀態下，由於各種原因，都會引起其電量損失的現象。若是以一個
月為單位來計算的話，鋰離子電池自我放電約是1%-2%、鎳氫電池自我放電約3 %-5%。
充電循環壽命（Cycle life）
充電電池在反復充放電使用下，電池容量回逐漸下降到初期容量的60%-80%。
記憶效應（Memory effect）
在電池充放電過程中，會在電池極板上產生許多小氣泡，時間一久，這些氣泡會減少電池極
板的面積，也間接影響電池的容量。
半導體納米材料光電極的特性
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在納米尺度范圍內，半導體納米材料顯示出與塊體不同的光學和電學性質：
1)表面效應
納米粒子表面原子數隨著納米粒子尺寸的減小而大幅度增加，無序度增加，鍵態嚴重失配，
出現許多活性中心，表面台階和粗糙度增加，表現出非化學平衡和非整數配位的化合價。這
就是導致納米體系的化學性質和化學平衡體系出現很多差別的原因。其次表面積要比幾何面
積大許多倍，光吸收系數大，可捕獲較多的太陽光能，從而提高光的利用效率。
2)量子尺寸效應
隨著粒徑減小到納米級時，單個納米粒子所擁有的原子數目就較少，因而這些原子所形成的
固體導帶或價帶能帶不再是連續的，具有高壁的勢井，成為分立的能級，便產生量子尺寸效
應，因而有效帶隙Eg 增大吸收光譜域值向短波方向移動，從而造成吸收藍移；在這種效應
的作用下，納米粒子的光生電子與塊體相比則具有更負的電位，相應的具有更強的還原性，
而光生空穴因具有更正的電位而具有更強的氧化性。
3)介電限域效應
由於納米粒子的尺寸小於載流子的自由程，因此可以降低光生載流子的復合。隨著粒徑的不
斷減小，微粒的性質將受到表面狀態的強烈影響。當在半導體超微粒表面上修飾某種介電常
數較小的材料時，他們的光學性質與裸露的超微粒相比發生了較大的變化。這是由於相對於
裸露粒子周圍的介質而言，被包圍的超微粒中電荷載體的電力線更易穿過這層包覆膜，因此
屏蔽效應減弱，帶電粒子間的庫侖力增強，結果增強了激子的結合能和振子強度。這就是介
電限域效應，反映到吸收光譜上就表現出明顯的紅移現象。
4)小尺寸效應
納米顆粒的尺寸與光波波長、傳導電子的德布羅意波長及超導態的相干波長或透射深度等物
理特徵尺寸相當或更小時，晶體周期性的邊界條件將被破壞，非晶態納米微粒表面層附近原
子密度減小，納米顆粒表現出新的光、電、聲、磁等體積效應。
鍍前處理和鍍後處理術語
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4.1 化學除油
在鹼性溶液中藉助皂化作用和乳化作用清除製件表面油污的過程。
4.2 電解除油
在含鹼溶液中，以製件作為陽極或陰極，在電流作用下，清除製件表面油污的過程。
4.3 出 光
在溶液中短時間浸泡，使金屬形成光亮表面的過程。
4.4 機械拋光
藉助於高速旋轉的抹有拋光膏的拋光輪，以提高金屬製件表面光亮度的機械加工過程。
4.5 有機溶劑除油
利用有機溶劑清除製件表面油污的過程。
4.6 除 氫
將金屬製件在一定溫度下加熱處理或採用其它方法，以驅除在電鍍生產過程中金屬內部吸
收氫的過程。
4.7 退 鍍
將製件表面鍍層退除的過程。
4.8 弱 浸 蝕
電鍍前，在一定組成溶液中除去金屬製件表面極薄的氧化膜，並使表面活化的過程。
4.9 強 浸 蝕
將金屬製件浸在較高濃度和一定溫度的浸蝕溶液中，以除去金屬製件表面上氧化物和銹蝕
物的過程。
4.10 鍍前處理
為使製件材質暴露出真實表面，消除內應力及其它特殊目的所需，除去油污、氧化物及內
應力等種種前置技術處理。
4.11 鍍後處理
為使鍍件增強防護性能，提高裝飾性能及其它特殊目的而進行的（諸如鈍化、熱熔、封閉
和除氫等）處理。
電鍍材料和設備術語
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5.1 陽 極 袋
用棉布或化纖織物製成的套在陽極上，以防止陽極泥渣進入溶液用的袋子。
5.2 光 亮 劑
為獲得光亮鍍層在電解液中所使用的添加劑。
5.3 阻 化 劑
能夠減緩化學反應或電化學反應速度的物質。
5.4 表面活性劑
在添加量很低的情況下也能顯著降低界面張力的物質。
5.5 乳 化 劑
能降低互不相溶的液體間的界面張力，使之形成乳濁液的物質。
5.6 絡 合 劑
能與金屬離子或含有金屬離子的化合物結合而形成絡合物的物質。
5.7 絕 緣 層
塗於電極或掛具的某一部分，使該部位表面不導電的材料層。
5.8 掛具（夾具）
用來懸掛零件，以便於將零件放於槽中進行電鍍或其他處理的工具。
5.9 潤 濕 劑
能降低製件與溶液間的界面張力，使製件表面容易被潤濕的物質。
5.10 添 加 劑
在溶液中含有的能改進溶液電化學性能或改善鍍層質量的少量添加物。
5.11 緩 沖 劑
能夠使溶液PH 值在一定范圍內維持基本恆定的物質。
5.12 移動陰極
採用機械裝置使被鍍製件與極杠一起作周期性往復運動的陰極。
電鍍測試和檢驗相關術語
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6.1 不連續水膜
通常用於表面被污染所引起的不均勻潤濕性，使表面上的水膜變的不連續。
6.2 孔 隙 率
單位面積上針孔的個數。
6.3 針 孔
從鍍層表面直至底層覆蓋層或基體金屬的微小孔道，它是由於陰極表面上 的某些點 的電
沉積過程受到障礙，使該處不能沉積鍍層，而周圍的鍍層卻不斷加厚所造成。
6.4 變 色
由於腐蝕而引起的金屬或鍍層表面色澤的變化(如發暗、失色等)。
6.5 結 合 力
鍍層與基體材料結合的強度。
6.6 起 皮
鍍層成片狀脫離基體材料的現象。
6.7 剝 離
某些原因（例如不均勻的熱膨脹或收縮）引起的表面鍍層的破碎或脫落。
6.8 桔 皮
類似於桔皮波紋狀的表面處理層。
6.9 海綿狀鍍層
在電鍍過程中形成的與基體材料結合不牢固的疏鬆多孔的沉積物。
6.10 燒焦鍍層
在過高電流下形成的顏色黑暗、粗糙、鬆散等質量不佳的沉積物，其中常含有氧化物或其
他雜質。
6.11 麻點
在電鍍或腐蝕中，與金屬表面上形成的小坑或小孔。
6.12 粗糙
在電鍍過程中，由於種種原因造成的鍍層粗糙不光滑的現象。
6.13 鍍層釺焊性
鍍層表面被熔融焊料潤濕的能力。

❿ 氣敏電阻的工作原理

氣敏電阻是一種半導體敏感器件，它是利用氣體的吸附而使半導體本身的電導率發生變化這一機理來進行檢測的。人們發現某些氧化物半導體材料如SnO2、ZnO、Fe2O3、MgO、NiO、BaTiO3等都具有氣敏效應。