电化学工作站如何测导带

❶ 怎么判断简并半导体什么是简并半导体

一般情况下，ND<NC或NA <NV；费米能级处于禁带之中。当ND≥NC或NA≥NV时，EF将与EC或EV重合，或进入导带或价带，此时的半导体称为简并半导体。也即，简并半导体是指：费米能级位于导带之中或与导带重合；费米能级位于价带之中或与价带重合。

选取EF = EC为简并化条件，得到简并时最小施主杂质浓度：

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半导体芯片的制造过程可以分为沙子原料（石英）、硅锭、晶圆、光刻，蚀刻、离子注入、金属沉积、金属层、互连、晶圆测试与切割、核心封装、等级测试、包装等诸多步骤，而且每一步里边又包含更多细致的过程。

1、沙子：硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的沙子（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，这也是半导体制造产业的基础。

2、硅熔炼：12英寸/300毫米晶圆级，下同。通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅，学名电子级硅（EGS），平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。此图展示了是如何通过硅净化熔炼得到大晶体的，最后得到的就是硅锭。

3、单晶硅锭：整体基本呈圆柱形，重约100千克，硅纯度99.9999%。

4、硅锭切割：横向切割成圆形的单个硅片，也就是我们常说的晶圆（Wafer）。

5、晶圆：切割出的晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕，表面甚至可以当镜子。

6、光刻胶（Photo Resist）：图中蓝色部分就是在晶圆旋转过程中浇上去的光刻胶液体，类似制作传统胶片的那种。晶圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、非常平。

7、光刻：光刻胶层随后透过掩模（Mask）被曝光在紫外线（UV）之下，变得可溶，期间发生的化学反应类似按下机械相机快门那一刻胶片的变化。掩模上印着预先设计好的电路图案，紫外线透过它照在光刻胶层上，就会形成微处理器的每一层电路图案。

8、溶解光刻胶：光刻过程中曝光在紫外线下的光刻胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩模上的一致。

9、蚀刻：使用化学物质溶解掉暴露出来的晶圆部分，而剩下的光刻胶保护着不应该蚀刻的部分。

10、清除光刻胶：蚀刻完成后，光刻胶的使命宣告完成，全部清除后就可以看到设计好的电路图案。

再次光刻胶：再次浇上光刻胶（蓝色部分），然后光刻，并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护不会离子注入的那部分材料。

11、离子注入（Ion Implantation）：在真空系统中，用经过加速的、要掺杂的原子的离子照射（注入）固体材料，从而在被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的导电性。经过电场加速后，注入的离子流的速度可以超过30万千米每小时。

12、清除光刻胶：离子注入完成后，光刻胶也被清除，而注入区域（绿色部分）也已掺杂，注入了不同的原子。注意这时候的绿色和之前已经有所不同。

13、晶体管就绪：至此，晶体管已经基本完成。在绝缘材（品红色）上蚀刻出三个孔洞，并填充铜，以便和其它晶体管互连。

14、电镀：在晶圆上电镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀到晶体管上。铜离子会从正极（阳极）走向负极（阴极）。

15、铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形成一个薄薄的铜层。

16、抛光：将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶圆表面。

17、金属层：晶体管级别，六个晶体管的组合，大约500纳米。在不同晶体管之间形成复合互连金属层，具体布局取决于相应处理器所需要的不同功能性。芯片表面看起来异常平滑，但事实上可能包含20多层复杂的电路，放大之后可以看到极其复杂的电路网络，形如未来派的多层高速公路系统。

18、晶圆测试：内核级别，大约10毫米/0.5英寸。图中是晶圆的局部，正在接受第一次功能性测试，使用参考电路图案和每一块芯片进行对比。

19、晶圆切片（Slicing）：晶圆级别，300毫米/12英寸。将晶圆切割成块，每一块就是芯片的内核（Die）。

20、丢弃瑕疵内核：晶圆级别。测试过程中发现的有瑕疵的内核被抛弃，留下完好的准备进入下一步

21、封装

参考资料来源：网络-半导体

参考资料来源：网络-简并半导体

❷ 一个物质的光学带隙和电化学带隙有何不同

直接带隙半导体材料就是导带最小值（导带底）和满带最大值在k空间中同一位置。电子要跃迁到导带上产生导电的电子和空穴（形成半满能带）只需要吸收能量。
间接带隙半导体材料导带最小值（导带底）和满带最大值在k空间中不同位置。形成半满能带不。

❸ 【求助】缺陷是怎么捕获电荷的呢

dreampursuer(站内联系TA)呵呵，看来你要对自已进行科普了，元小雪(站内联系TA)用量子力学的话说,就是缺陷处形成 了势阱,把电子束缚在里面了anyupenglilin(站内联系TA)谁帮咱科普一下啊anyupenglilin(站内联系TA)没人给咱科普一下啊guoluo(站内联系TA)在带隙间会产生很多局域态，捕获电子和空虚cnncheese(站内联系TA)可以看一下有关缺陷化学的书。
产生的电子缺陷的种类是自由电子还是带正电的空穴来区分是n还是P型。
例如当P取代了四价的硅，该置换后的缺陷带正电荷，则需要负电荷的电子缺陷去中和。所以产生自由电子缺陷，载流子为e。HONG786(站内联系TA)根本上,杂质/缺陷俘获电子和空穴应当是该处原子势场的改变,造成对周期势的破坏,可以形成禁带中的局域态能级(也可以是导价带中的非定域能级).e/h布居该能级即可视为俘获
个人意见,仅供参考zhouliang768(站内联系TA)在掺杂体系中，由于主体材料和客体材料的导带（LUMO)和价带（HOMO)不同，以至于电子或空穴在进入掺杂体系以后，会优先的选择能量较低的状态，所以就造成了载流子俘获现象。anyupenglilin(站内联系TA)也就是说，材料掺杂后，杂质捕获或者失去电荷，形成缺陷。材料是n型还是p型 要根据杂质是捕获还是失去电子，所带电荷的大小，要根据其捕获或者失去电子的能力来衡量。

❹ 什么是平带电位

平带电位（Flat band voltage）就是在MOS系统中，使半导体表面能带拉平（呈平带状态）所需要外加的电压时的电位。

用来表征：平带状态一般是指理想MOS系统中各个区域的能带都是拉平的一种状态。

测量：电化学方法：在三电极体系下，使用入射光激发半导体电极，并改变电极上的电势。当施加的电位比平带电位偏负的时候，光生电子不能够进入外电路，也就是说不会产生光电流。

相反，当施加的电位比平带电位偏正的时候，光生电子则能偶进入外电路，进而产生光电流。所以开始产生光电流的电势即为该纳米半导体的平带电位。

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平带电压计算

平带电压可分为两部分相加，Vfb=Vfb1+Vfb2，Vfb1用来抵消功函数差的影响，Vfb2用来消除氧化层及界面电荷的影响

1）Vfb1

Vfb1=φms=φg-φf；

对于多晶硅栅，高掺杂的情况下，φg≈0.56V，+用于p型栅，-用于n型栅。

φf是相对于本征费米能级的费米势。

2）Vfb2

以固定的有效界面电荷Q0来等效所有各类电荷作用，Vfb2=-Q0/Cox。

Cox为单位面积氧化层电容，可用ε0/dox求得。

总结起来，Vfb=φg-φf-Q0/Cox。

❺ 光催化性能测试时，如何去除表面吸附对光催化性能测试数据的影响

光催化材料是由CeO2（70%-90%） ZrO2（30%-10%）组成，形成ZrO2稳定CeO2的均匀复合物，外观呈浅黄色，具有纳米层状结构，在 1000℃ 经4小时老化后，比表面仍较大（>15M# G），因此高温下也能保持较高的活性。
用途：适用于高温催化材料，如汽车尾气催化剂 技术背景——能源危机和环境问题
人类目前使用的主要能源有石油、天然气和煤炭三种。根据国际能源机构的统计，地球上这三种能源能供人类开采的年限，分别只有40年、50年和240年。值得注意的是，中国剩余可开采储蓄仅为1390亿吨标准煤，按照中国2003年的开采速度16.67亿吨/年，仅能维持83年。中国石油资源不足，天然气资源也不够丰富，中国已成为世界第二大石油进口国。因此，开发新能源，特别是用清洁能源替代传统能源，迅速地逐年降低它们的消耗量，保护环境改善城市空气质量早已经成为关乎社会可持续发展的重大课题。中国能源发展方向可以锁定在前景看好的五种清洁能源： 水电、风能、太阳能、氢能和生物质。
太阳能不仅清洁干净，而且供应充足，每天照射到地球上的太阳能是全球每天所需能源的一万倍以上。直接利用太阳能来解决能源的枯竭和地球环境污染等问题是其中一个最好、直接、有效的方法。为此，中国政府制定实施了“中国光明工程”计划。模仿自然界植物的光合作用原理和开发出人工合成技术被称为“21世纪梦”的技术。它的核心就是开发高效的太阳光响应型半导体光催化剂。目前国内外光催剂的研究多数停留在二氧化钛及相关修饰。尽管这些工作卓有成效，但是在规模化利用太阳能方面还远远不够。因此搜寻高效太阳光响应型半导体作为新型光催化剂成为当前此领域最重要的课题。
二， 光催化材料的基本原理
半导体在光激发下，电子从价带跃迁到导带位置，以此，在导带形成光生电子，在价带形成光生空穴。利用光生电子-空穴对的还原氧化性能，可以降解周围环境中的有机污染物以及光解水制备H2和O2。
高效光催化剂必须满足如下几个条件： （1）半导体适当的导带和价带位置，在净化污染物应用中价带电位必须有足够的氧化性能，在光解水应用中，电位必须满足产H2和产O2的要求。（2）高效的电子-空穴分离能力，降低它们的复合几率。（3）可见光响应特性：低于420nm左右的紫外光能量大概只占太阳光能的4%，如何利用可见光乃至红外光能量，是决定光催化材料能否在得以大规模实际应用的先决条件。常规anatase-type TiO2 只能在紫外光响应，虽然通过搀杂改性，其吸收边得以红移，但效果还不够理想。 因此，开发可见光响应的高效光催化材料是该领域的研究热点。只是，现在的研究状况还不尽人意。
三， 光催化材料体系的研究概况
从目前的资料来看，光催化材料体系主要可以分为氧化物，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，绝大部分氧化物主要集中在元素周期表中的d区， 研究的比较多的是含Ti，Nb，Ta的氧化物或复合氧化物。其他的含W，Cr，Fe，Co，Ni，Zr等金属氧化物也见报道。个人感觉，d区过渡族金属元素氧化物经过炒菜式的狂轰乱炸后，开发所谓的新体系光催化已经没有多大潜力。目前，以日本学者J. Sato为代表的研究人员，已经把目光锁定在p区元素氧化物上，如含有Ga，Ge，Sb，In，Sn，Bi元素的氧化物。
硫化物：硫化物虽然有较小的禁带宽度，但容易发生光腐蚀现象，较氧化物而言，稳定性较差。主要有ZnS，CdS等
氮化物：也有较低的带系宽度，研究得不多。有Ta／N，Nb／N等体系
磷化物：研究很少，如GaP
按照晶体/颗粒形貌分类：
（1）层状结构
**半导体微粒柱撑于石墨及天然/人工合成的层状硅酸盐
**层状单元金属氧化物半导体如：V2O5，MoO3，WO3等
**钛酸，铌酸，钛铌酸及其合成的碱（土）金属离子可交换层状结构和半导体微粒柱撑于层间的结构
**含Bi层状结构材料，（Bi2O2）2+（An-1BnO3n+1）2- （A=Ba，Bi，Pb；B=Ti，Nb，W），钙钛矿层 （An-1BnO3n+1）2-夹在（Bi2O2）2+层之间。典型的有：Bi2WO6，Bi2W2O9，Bi3TiNbO9
**层状钽酸盐：RbLnTa2O7（Ln=La,Pr,Nd,Sm）
（2）通道结构
比较典型的为BaTi4O9，A2Ti6O13（A=K，Na，Li，等）。这类结构往往比层状结构材料具有更为优异的光催化性能。研究认为，其性能主要归咎于金属-氧多面体中的非对称性，产生了偶极距，从而有利于电子和空穴分离
（3）管状结构：在钛酸盐中研究较多
（4）晶须或多晶一维材料
经由VLS，VS，LS（如水热合成，熔盐法）机制可制备一维材料；
液相合成中的软模化学法制备介孔结构的多晶一维材料
对于该种行貌的材料，没有迹象表明，其光催化性能得以提高
（5）其他形状复杂的晶体或粉末颗粒
最典型的是ZnO材料，根据合成方法不同，其行貌也相当丰富
四，提高光催化材料性能的途径
（1）颗粒微细纳米化
降低光生电子-空穴从体内到表面的传输距离，相应的，它们被复合的几率也大大降低。
（2）过度金属掺杂和非金属掺杂
金属：掺杂后形成的杂质能级可以成为光生载流体的捕获阱，延长载流子的寿命。Choi以21种金属离子对TiO2光催化活性的影响，表明Fe3+，Mo5+，Re5+，Ru3+，V4+，Rh3+能够提高光催化活性，其中Fe3+的效果最好。具有闭壳层电子构型的金属离子如Li+，Al3+，Mg2+，Zn2+，Ga2+，Nb5+，Sn4+对催化性影响甚微
非金属：TiO2中N，S，C，P，卤族元素等
对于掺杂，个人的认识，其有如下效应：
**电价效应：不同价离子的掺杂产生离子缺陷，可以成为载流子的捕获阱，延长其寿命；并提高电导能力
**离子尺寸效应：离子尺寸的不同将使晶体结构发生一定的畸变，晶体不对性增加，提高了光生电子-空穴分离效果
**掺杂能级：掺杂元素电负性大小的不同，带隙中形成掺杂能级，可实现价带电子的分级跃迁，光响应红移
（3）半导体复合
利用异种半导体之间的能带结构不同，复合后，如光生电子从A粉末表面输出，而空穴从B表面导出。也即电子和空穴得到有效分离
（4）表面负载
将半导体纳米粒子固定技术在不同的载体上（多孔玻璃、硅石、分子筛等）制备分子或团簇尺寸的光催化剂。
（5）表面光敏
利用具有较高重态的具有可见光吸收的有机物，在可见光激发下，电子从有机物转移到半导体粉末的导带上。该种方法不具有实用性，一方面，有机物的稳定性值得质疑；另一考虑的是经济因素
（6）贵金属沉积
贵金属：Pt, Au, Pd, Rh,
Ni, Cu, Ag,等
（7）外场耦合
热场，电场，磁场，微波场，超声波场
目前，研究较多的是电场效应。其他场的研究也不少见，效果一般，更多的是从工艺层次来说明效果，所谓理论的东西不多

❻ PN结材料的禁带宽度的测量为什么要恒流条件

PN结材料的禁带宽度的测量要恒流条件
符号为Eg;导带的最低能级和价带的最高能级之间的能。固体物理学的量。SI单位:J(焦〔耳〕)。并用的非SI单位:eV(电子伏)。1 eV = (1.602 177 33±0.000 000 49)×10-19J。

禁带宽度(Band gap)是指一个能带宽度(单位是电子伏特(ev))，固体中电子的能量是不可以连续取值的，而是一些不连续的能带，要导电就要有自由电子存在，自由电子存在的能带称为导带（能导电），被束缚的电子要成为自由电子，就必须获得足够能量从价带跃迁到导带，这个能量的最小值就是禁带宽度。
例如：室温下（300K），锗的禁带宽度约为0.66ev；硅的禁带宽度约为1.12ev；砷化镓的禁带宽度约为1.424ev；氧化亚铜的禁带宽度约为2.2eV。禁带非常窄的一般是金属，反之一般是绝缘体。半导体的反向耐压，正向压降都和禁带宽度有关
序号 行业标准名称 行业标准代号 主管部门
1 农业 NY 农业部
2 水产 SC 农业部
3 水利 SL 水利部
4 林业 LY 国家林业局
5 轻工 QB 国家轻工业局
6 纺织 FZ 国家纺织工业局
7 医药 YY 国家药品监督管理局
8 民政 MZ 民政部
9 教育 JY 教育部
10 烟草 YC 国家烟草专卖局
11 黑色金属 YB 国家冶金工业局
12 有色冶金 YS 国家有色金属工业局
13 石油天然气 ST 国家石油和化学工业局
14 化工 HG 国家石油和化学工业局
15 石油化工 SH 国家石油和化学工业局
16 建材 JC 国家建筑材料工业局
17 地质矿产 DZ 国土资源部
18 土地管理 TD 国土资源部
19 测绘 CH 国家测绘局
20 机械 JB 国家机械工业局
21 汽车 QC 国家机械工业局
22 民用航空 MH 中国民航管理总局
23 兵工民品 WJ 国防科工委
24 船舶 CB 国防科工委
25 航空 HB 国防科工委
26 航天 QJ 国防科工委
27 核工业 EJ 国防科工委
28 铁路运输 TB 铁道部
29 交通 JT 交通部
30 劳动和劳动安全 LD 劳动和社会保障部
31 电子 SJ 信息产业部
32 通信 YD 信息产业部
33 广播电影电视 GY 国家广播电影电视总局
34 电力 DL 国家经贸委
35 金融 JR 中国人民银行
36 海洋 HY 国家海洋局
37 档案 DA 国家档案局
38 商检 SN 国家出入境检验检疫局
39 文化 WH 文化部
40 体育 TY 国家体育总局
41 商业 SB 国家国内贸易局
42 物资管理 WB 国家国内贸易局
43 环境保护 HJ 国家环境保护总局
44 稀土 XB 国家计发委稀土办公室
45 城镇建设 CJ 建设部
46 建筑工业 JG 建设部
47 新闻出版 CY 国家新闻出版署
48 煤炭 MT 国家煤炭工业局
49 卫生 WS 卫生部
50 公共安全 GA 公安部
51 包装 BB 中国包装工业总公司
52 地震 DB 国家地震局
53 旅游 LB 国家旅游局
54 气象 QX 中国气象局
55 外经贸 WM 对外经济贸易合作部
56 海关 HS 海关总署
57 邮政 YZ 国家邮政局
注：行业标准分为强制性和推荐性标准。表中给出的是强制性行业标准代号，推荐性行业标准代号是在强制性行业标准代号后面加“/T”，例如国家轻工业局的推荐性行业标准代号是QB/T

❼ 高温高压下氢氧根会变成羟基自由基吗

高温高压下氢氧根不会变成羟基自由基

羟基自由基制取方法
电Fenton法
工艺上将Fe2+和H2O2的组合称为Fenton试剂。它能有效地氧化降解废水中的有机污染物，其实质是H2O2在Fe2+的催化下产生具有高反应活性的·OH。目前，Fenton法主要是通过光辐射、催化剂、电化学作用产生·OH。利用光催化或光辐射法产生·OH，存在H2O2及太阳能利用效率低等问题。而电Fenton法是H2O2和Fe2+均通过电化学法持续地产生[7]，它比一般化学Fenton试剂具有H2O2利用率高、费用低及反应速度快等优点。因此，通过电Fenton法产生·OH将成为主要途径之一。
应用电Fenton法产生·OH处理有机废水多数是以平板铁为阳极，多孔碳电极为阴极，在阴极通以氧气或空气。通电时，在阴阳两极上进行相同电化当量的电化学反应，在相同的时间内分别生成相同物质的量的Fe2+和H2O2，从而使得随后生成Fenton试剂的化学反应得以实现[8]。
溶液的pH值对氧阴极还原获得H2O2的反应有很大的影响[9]。研究表明，溶液的pH值不仅对阴极反应电位和槽电压有影响，还将决定着生成H2O2的电流效率，进而影响随后生成·OH的效率及与有机污染物的降解脱色反应。
自20世纪80年代中期后，国内外已广泛开展了对电Fenton法机理及其在有机废水中的应用进行了研究。Hsiao等[10]用石墨作阴极对酚和氯苯的氧化进行了研究，结果表明，该法对酚和氯苯的氧化处理比光Fenton法彻底。郑曦[11]等以可溶性铁为阳极,多孔石墨电极为阴极,Na2SO4为支持电解质,于电解现场产生Fenton试剂，在低电流密度(10 mA/cm2)下，可有效地抑制阴、阳两极副反应的发生，所产生的·OH浓度足以有效地降解染料废水,脱色率达100%，CODCr去除率达80%。另外，电Fenton法与其它方法结合处理废水，不少研究者对其可行性进行了研究[12]，取得了一定的成效。Brillas等[13]分别用Pt作阳极和充氧的碳－聚四氯乙烯作阴极，对2,4-D(二氯苯氧基乙酸)进行降解处理，浓度低时2,4-D的矿化程度高达90%，若与光Fenton法相结合，2,4-D可完全矿化。Kusvuran等[14]还以RR120有机染料废水作为研究对象，比较分析了电Fenton法与其它方法的处理效果，结果表明，湿空气氧化法、光电Fenton法、UV/TiO2的降解效果较为理想，电Fenton法次之。

电解氧化法
在外加电场作用下阳极可以直接或间接产生具有强氧化活性的·OH[15]。这种方法的特点基本无二次污染，符合环保的要求。长期以来，由于受到电极材料的限制，该法降解处理有机污染物的电流效率低，能耗大，因而较少直接应用于实际废水处理中，阳极材料的研究自然也成为主要的研究方向。80年代后，国内外许多研究者从研制高催化活性的电极材料入手，对电催化产生·OH的机理和影响降解效率的因素进行研究，取得较大的突破，并开始用于特种难生物降解的有机废水的处理。如宋卫峰[16]等提出用金属氧化物制作的二维稳定阳极（简称DSA）对有机物进行氧化降解，取得了一定的效果。但由于传统的二维平板电极的表面积较小,传质问题仍未能根本解决，电流效率低，能耗高，故未能在实际中得到普遍应用。相比之下，三维电极因其面体比增大，传质效果较好, 已得到不少研究者的青睐，并取得一定成效。何春等[17]利用三维电极电化学反应器新技术能有效地去除有机废水的苯胺。有的研究者采用廉价的不锈钢作为电极材料，研究了二维电极法和三维电极法的处理效果及其机理。熊蓉春等[18] 就用此法对罗丹明B染料废水进行处理，实验结果表明，不锈钢电极材料对有机污染物具有较好的电催化降解作用，尤其是采用三维电极法时，能在较短时间内达到优异的水处理效果。比色法的测定结果发现，不锈钢电极材料在电催化降解过程中产生了氧化能力极强的·OH。崔艳萍等[19]还研究了在复极性三维电解槽中在填充粒子和通入空气条件下的电化学氧化过程，利用阳极的直接氧化作用、阳极·OH和阴极产生H2O2的间接氧化作用，从而在较低能耗的情况下，充分提高填充粒子的利用率，达到了较好的降解效果。Duverneuil等[20]用沉积了SnO2的Ti作为阳极，对有机废水进行降解研究，获得了满意的去除效果。
然而，电解氧化法工业化应用仍存在着一些问题，如电流效率仍然偏低、能耗大、电催化降解反应器的效率较低、电化学催化降解有机污染物的机理还需要进一步探讨等[21]。加强对上述问题的研究，是该法今后发展的方向。

半导体电催化法
由于某些半导体材料有良好的光化学特性和活泼的电化学行为，近年来，利用半导体材料制成电极在有机废水中的研究应用已引起众多研究者的重视[22]。
半导体催化材料在电场中有“空穴”效应[23]，即半导体处于一定强度的电场时，其价带电子会越过禁带进入导带，同时在价带上形成电激空穴，空穴有很强的俘获电子的能力，可以夺取半导体颗粒表面的有机物或溶剂中的电子发生氧化还原反应。在水溶液发生的电催化氧化反应中，水分子在半导体表面失去电子生成强氧化性的·OH，同时半导体催化剂和电极产生的H2O2等活性氧化物质也起协同作用，因此，在电催化反应体系中存在多种产生强氧化因子的途径，能有效地提高了催化降解的效率。在半导体电催化反应中，电压和电流强度都要达到一定的值。一般来说，随着外加电压的升高，体系产生·OH的速率增大，有机物的去除效率提高[24]。但也有研究发现，当外加电压达到一定值时，进一步升高电压会抑制自由基的生成，降低了催化效率[25]。
半导体电催化法在有机废水处理中的研究，主要以在掺杂半导体电极和纳米半导体材料电极作为阳极产生·OH处理有机废水。董海等[26]采用掺锑的SnO2粉制成的半导体电极，研究了含酚废水的电催化降解反应，对酚的降解率达90%。

半导体光电催化法
在紫外光等照射下，并外加电场的作用下TiO2半导体内也会存在“空穴”效应，这种光电组合产生·OH的方法又称光电催化法。TiO2光电组合效应不但可以把导带电子的还原过程同价带空穴的氧化过程从空间位置上分开(与半导体微粒相比较)，明显地减少了简单复合，结果大大增加了半导体表面·OH的生成效率且防止了氧化中间产物在阴极上的再还原，而且导带电子能被引到阴极还原水中的H+，因此不需要向系统内鼓入作为电子俘获剂的O2[27]。
由于上述优势，光电催化技术在有机废水的研究工作得到了迅速发展，戴清等[28]利用TiO2薄膜电极作为工作电极，建立了电助光催化体系，以含氯苯酚(例如4-氯苯酚和2,4,6-三氯苯酚)废水作为降解对象，进行光电催化研究。 Cheng 等[29]用三维电极光电催化降解处理亚甲基兰废水，研究表明，其脱色率和COD的去除率分别为95%和87%。Waldne等[30]用TiO2半导体光电催化法进行降解4-氯苯酚的研究，取得较好处理效果。
目前，光电化学反应的研究工作还大多局限于实验室阶段,应用纳米TiO2半导体电极光电催化法处理大规模工业有机废水的报道还不多，主要是由于TiO2半导体重复利用率不高和光电催化反应器光电催化效率降低。因此，把TiO2经过改性、修饰制备成高效且能重复使用的电极，如在TiO2材料表面上进行贵金属沉积、掺杂金属离子、复合半导体、表面光敏化剂等[31]，已成为以TiO2为半导体电极进行光电催化降解有机污染物研究的热点。此外，这项技术的实用化必然涉及到反应器的结构和类型的确定，开发高效重复使用且费用较低的工业化光催化反应器,也将是纳米TiO2工业化应用的关键。

❽ 传感器的工作原理是什么

传感器的工作原理是：当弹性轴受扭时,应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器放大成1.5v±1v的强信号,再通过V/F转换器变换成频率信号,通过信号环形变压器从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈,再经过外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号,既可提供给专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。

❾ 电化学基础知识

一、铜、银、锌电极的制备
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(1)银电极的制备
将欲镀之银电极两只用细砂纸轻轻打磨至露出新鲜的金属光泽，再用蒸馏水洗净。将欲用
的两只Pt 电极浸入稀硝酸溶液片刻，取出用蒸馏水洗净。将洗净的电极分别插入盛有镀银
液(镀液组成为100mL 水中加1.5g 硝酸银和1.5g 氰化钠)的小瓶中，按图Ⅲ15 1 接好
线路 ，并将两个小瓶串联，控制电流为0.3mA，镀1h，得白色紧密的镀银电极两只。
(2)铜电极的制备
将铜电极在1∶3 的稀硝酸中浸泡片刻，取出洗净，作为负极，以另一铜板作正极在镀铜液
中电镀(镀铜液组成为:每升中含125gCuSO4�6�15H2O，25gH2SO4，50mL 乙醇)。控制电流为
20mA，电镀20min 得表面呈红色的Cu 电极，洗净后放入0.1000mol�6�1kg-1CuSO4 中备用。
(3)锌电极的制备
将锌电极在稀硫酸溶液中浸泡片刻，取出洗净，浸入汞或饱和硝酸亚汞溶液中约10s，表面
上即生成一层光亮的汞齐，用水冲洗晾干后，插入0.1000mol�6�1kg-1ZnSO4 中待用。
二、盐桥的制备
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1、琼酯－饱和KCl 盐桥： 烧杯中加入琼酯3 克和97ml 蒸馏水，在水浴上加热至完全溶解。
然后加入30 克KCl 充分搅拌，KCl 完全溶解后趁热用滴管或虹吸将此溶液加入已事先弯好
的玻璃管中，静置待琼酯凝结后便可使用。琼酯－饱和KCl 盐桥不能用于含Ag＋、Hg2
2＋等
与Cl－作用的例子或含有ClO4－等与K+作用的物质的溶液。
2、3%琼酯－1mol�6�1dm－3 K2SO4盐桥：适用于与作用的溶液，在该溶液中可使用Hg―Hg2SO4―
饱和K2SO4 电极。
3、3%琼酯－1mol�6�1dm－3 NaCl 或LiCl 盐桥：适用于含高浓度的ClO4－的溶液，在该溶液
中可使用汞－甘汞－饱和NaCl 或LiCl 电极。
4、NH4NO3 盐桥和KNO3 盐桥在许多溶液中都能使用，但它与通 常的各种电极无共同离子，
因而在共同使用时会改变参考电极的浓度和引入外来离子，从而可能改变参考电极的电势 。
另外在含有高浓度的酸、氨的溶液中不能使用琼酯盐桥。
5、（1）简易法
用滴管将饱和KNO3(或NH4NO3)溶液注入Ｕ型管中，加满后用捻紧的滤纸塞紧Ｕ型管两端
即 可，管中不能存有气泡。
(2) 凝胶法
称取琼脂1g 放入50mL 饱和KNO3 溶液中，浸泡片刻，再缓慢加热至沸腾，待琼脂全部溶
解后 稍冷，将洗净之盐桥管插入琼脂溶液中，从管的上口将溶液吸满(管中不能有气泡)，
保持 此充满状态冷却到室温，即凝固成冻胶固定在管内。取出擦净备用。
三、电镀常识
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电镀常识
表面处理的基本过程大致分为三个阶段：前处理，中间处理和后处理。
1 前处理
零件在处理之前，程度不同地存在着毛刺和油污，有的严重腐蚀，给中间处理带来很大困
难，给化学或电化学过程增加额外阻力，有时甚至使零件局部或整个表面不能获得镀层或
膜层，还会污染电解液，影响表面处理层的质量。包括除油、浸蚀，磨光、抛光、滚光、
吹砂、局部保护、装挂、加辅助电极等。
2 中间处理
是赋予零件各种预期性能的主要阶段，是表面处理的核心，表面处理质量的好坏主要取决
于这一阶段的处理。
3 后处理
是对膜层和镀层的辅助处理。
电镀过程中的基本术语
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1 分散能力
在特定条件下，一定溶液使电极（通常是阴极）镀层分布比初次电流分布所获得的结果更
为均匀的能力。亦称均镀能力。
2 覆盖能力
镀液在特定条件下凹槽或深孔处沉积金属的能力。亦称深镀能力。
3 阳 极
能够接受反应物所给出电子的电极，即发生氧化反应的电极。
4 不溶性阳极
在电流通过时，不发生阳极溶解反应的电极。
5 阴 极
反应于其上获得电子的电极，即发生还原反应的电极。
6 电流密度
单位面积电极上通过的电流强度，通常以 A/dm2 表示。
7 电流密度范围
能获得合格镀层的电流密度区间。
8 电流效率
电极上通过单位电量时，其一反应形成之产物的实际重量与其电化当量之比，通常以百分
数表示。
9 阴极性镀层
电极电位的代数值比基体金属大的金属镀层。
10 阳极性镀层
电极电位的代数值比基体金属小的金属镀层。
11 阳极泥
在电流作用下阳极溶解后的残留物。
12 沉积速度
单位时间内零件表面沉积出金属的厚度。
13 初次电流分布
在电极极化不存在时，电流在电极表面上的分布。
14 活 化
使金属表面钝化状态消失的作用。
15 钝 化
在一定环境下使金属表面正常溶解反应受到严重阻碍，并在比较宽的电极电位范围内使金
属溶解反应速度降到很低的作用。
16 氢 脆
由于浸蚀，除油或电镀等过程中金属或合金吸收氢原子而引起的脆性。
17 PH 值
氢离子活度 aH+ 的常用对数的负值。
18 基体材料
能在其上沉积金属或形成膜层的材料。
19 辅助阴极
为了消除被镀制件上某些部位由于电力线过于集中而出现的毛刺和烧焦等毛病，在该部位
附近另加某种形状的阴极，用以消耗部分电流，这种附加的阴极就是辅助阴极。
20 辅助阳极
除了在电镀中正常需用的阳极以外，为了改善被镀制件表面上的电流分布而使用的辅加阳
极。
21 电 解
使电流通过电解质溶液而在阳极，阴极引起氧化还原反应的过程。
22 极 化
当电流通过电极时，电极电位发生偏离平衡电位的现象。
23 皂化反应
油脂在碱性条件下的水解反应。
24 阴极极化
直流电通过电极时，阴极电位偏离平衡电位向负的方向移动的现象。
25 槽电压
电解时，电解槽两极之间的总电位差。
镀覆方法术语
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1 化学钝化
将制件放在含有氧化剂的溶液中处理，使表面形成一层很薄的钝态保护膜的过程。
2 化学氧化
通过化学处理使金属表面形成氧化膜的过程。
3 电化学氧化
在一定电解液中以金属制件为阳极，经电解，于制件表面形成一层具有防护性，装饰性或
其它功能氧化膜的过程。
4 电 镀
利用电解原理，使金属或合金沉积在制件表面，形成均匀、致密、结合力良好的金属层的
过程。
5 转 化 膜
对金属进行化学或电化学处理所形成的含有该金属之化合物的表面膜层。
6 钢铁发蓝（钢铁化学氧化）
将钢铁制件在空气中加热或浸入氧化性的溶液中，使之于表面形成通常为蓝（黑）色的薄氧
化膜的过程。
7 冲击电流
电流过程中通过的瞬时大电流。
8 光亮电镀
在适当条件下，从镀槽中直接得到具有光泽镀层的电镀。
9 合金电镀
在电流作用下，使两种或两种以上金属（也包括非金属元素）共沉积的过程。
10 多层电镀
在同一基体上先后沉积上几层性质或材料不同的金属层的电镀。
11 冲 击 镀
在特定的溶液中以高的电流密度，短时间电沉积出金属薄层，以改善随后沉积镀层与基体
间结合力的方法。
12 磷 化
在钢铁制件表面上形成一层不溶解的磷酸盐保护膜的处理过程。
13 热抗散
加热处理镀件，使基体金属和沉积金属（一种或多种）扩散形成合金的过程。
电池充电的名词解释
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充电率(C-rate)
C 是Capacity 的第一个字母，用来表示电池充放电时电流的大小数值。例如：充电电池的额
定容量为1100mAh 时，即表示以1100mAh（1C）放电时间可持续1 小时， 如以200mA（0.2C）
放电时间可持续5 小时，充电也可按此对照计算。
终止电压（Cut-off discharge voltage）
指电池放电时，电压下降到电池不宜再继续放电的最低工作电压值。根据不同的电池类型及
不同的放电条件，对电池的容量和寿命的要求也不同，因此规定的电池放电的终止电压也不
相同。
开路电压（Open circuit voltage OCV）
电池不放电时，电池两极之间的电位差被称为开路电压。 电池的开路电压，会依电池正、 负
极与电解液的材料而异，如果电池正、负极的材料完全一样，那么不管电池的体积有多 大，
几何结构如何变化，起开路电压都一样的。
放电深度（Depth of discharge DOD）
在电池使用过程中，电池放出的容量占其额定容量的百分比，称为放电深度。放电深度的高
低和二次电池的充电寿命有很深的关系，当二次电池的放电深度越深，其充电寿命就越短，
因此在使用时应尽量避免深度放电。
过放电（Over discharge）
电池若是在放电过程中，超过电池放电的终止电压值，还继续放电时就可能会造成电池内压
升高，正、负极活性物质的可逆性遭到损坏，使电池的容量产生明显减少。
过充电（Over charge）
电池在充电时，在达到充满状态后，若还继续充电，可能导致电池内压升高、电池变形、漏
夜等情况发生，电池的性能也会显着降低和损坏。
能量密度（Energy density）
电池的平均单位体积或质量所释放出的电能。一般在相同体积下，锂离子电池的能量密度是
镍镉电池的2.5 倍，是镍氢电池的1.8 倍，因此在电池容量相等的情况下，锂离子电池就会
比镍镉、镍氢电池的体积更小，重量更轻。
自放电（Self discharge）
电池不管在有无被使用的状态下，由于各种原因，都会引起其电量损失的现象。若是以一个
月为单位来计算的话，锂离子电池自我放电约是1%-2%、镍氢电池自我放电约3 %-5%。
充电循环寿命（Cycle life）
充电电池在反复充放电使用下，电池容量回逐渐下降到初期容量的60%-80%。
记忆效应（Memory effect）
在电池充放电过程中，会在电池极板上产生许多小气泡，时间一久，这些气泡会减少电池极
板的面积，也间接影响电池的容量。
半导体纳米材料光电极的特性
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在纳米尺度范围内，半导体纳米材料显示出与块体不同的光学和电学性质：
1)表面效应
纳米粒子表面原子数随着纳米粒子尺寸的减小而大幅度增加，无序度增加，键态严重失配，
出现许多活性中心，表面台阶和粗糙度增加，表现出非化学平衡和非整数配位的化合价。这
就是导致纳米体系的化学性质和化学平衡体系出现很多差别的原因。其次表面积要比几何面
积大许多倍，光吸收系数大，可捕获较多的太阳光能，从而提高光的利用效率。
2)量子尺寸效应
随着粒径减小到纳米级时，单个纳米粒子所拥有的原子数目就较少，因而这些原子所形成的
固体导带或价带能带不再是连续的，具有高壁的势井，成为分立的能级，便产生量子尺寸效
应，因而有效带隙Eg 增大吸收光谱域值向短波方向移动，从而造成吸收蓝移；在这种效应
的作用下，纳米粒子的光生电子与块体相比则具有更负的电位，相应的具有更强的还原性，
而光生空穴因具有更正的电位而具有更强的氧化性。
3)介电限域效应
由于纳米粒子的尺寸小于载流子的自由程，因此可以降低光生载流子的复合。随着粒径的不
断减小，微粒的性质将受到表面状态的强烈影响。当在半导体超微粒表面上修饰某种介电常
数较小的材料时，他们的光学性质与裸露的超微粒相比发生了较大的变化。这是由于相对于
裸露粒子周围的介质而言，被包围的超微粒中电荷载体的电力线更易穿过这层包覆膜，因此
屏蔽效应减弱，带电粒子间的库仑力增强，结果增强了激子的结合能和振子强度。这就是介
电限域效应，反映到吸收光谱上就表现出明显的红移现象。
4)小尺寸效应
纳米颗粒的尺寸与光波波长、传导电子的德布罗意波长及超导态的相干波长或透射深度等物
理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒表面层附近原
子密度减小，纳米颗粒表现出新的光、电、声、磁等体积效应。
镀前处理和镀后处理术语
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4.1 化学除油
在碱性溶液中借助皂化作用和乳化作用清除制件表面油污的过程。
4.2 电解除油
在含碱溶液中，以制件作为阳极或阴极，在电流作用下，清除制件表面油污的过程。
4.3 出 光
在溶液中短时间浸泡，使金属形成光亮表面的过程。
4.4 机械抛光
借助于高速旋转的抹有抛光膏的抛光轮，以提高金属制件表面光亮度的机械加工过程。
4.5 有机溶剂除油
利用有机溶剂清除制件表面油污的过程。
4.6 除 氢
将金属制件在一定温度下加热处理或采用其它方法，以驱除在电镀生产过程中金属内部吸
收氢的过程。
4.7 退 镀
将制件表面镀层退除的过程。
4.8 弱 浸 蚀
电镀前，在一定组成溶液中除去金属制件表面极薄的氧化膜，并使表面活化的过程。
4.9 强 浸 蚀
将金属制件浸在较高浓度和一定温度的浸蚀溶液中，以除去金属制件表面上氧化物和锈蚀
物的过程。
4.10 镀前处理
为使制件材质暴露出真实表面，消除内应力及其它特殊目的所需，除去油污、氧化物及内
应力等种种前置技术处理。
4.11 镀后处理
为使镀件增强防护性能，提高装饰性能及其它特殊目的而进行的（诸如钝化、热熔、封闭
和除氢等）处理。
电镀材料和设备术语
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5.1 阳 极 袋
用棉布或化纤织物制成的套在阳极上，以防止阳极泥渣进入溶液用的袋子。
5.2 光 亮 剂
为获得光亮镀层在电解液中所使用的添加剂。
5.3 阻 化 剂
能够减缓化学反应或电化学反应速度的物质。
5.4 表面活性剂
在添加量很低的情况下也能显着降低界面张力的物质。
5.5 乳 化 剂
能降低互不相溶的液体间的界面张力，使之形成乳浊液的物质。
5.6 络 合 剂
能与金属离子或含有金属离子的化合物结合而形成络合物的物质。
5.7 绝 缘 层
涂于电极或挂具的某一部分，使该部位表面不导电的材料层。
5.8 挂具（夹具）
用来悬挂零件，以便于将零件放于槽中进行电镀或其他处理的工具。
5.9 润 湿 剂
能降低制件与溶液间的界面张力，使制件表面容易被润湿的物质。
5.10 添 加 剂
在溶液中含有的能改进溶液电化学性能或改善镀层质量的少量添加物。
5.11 缓 冲 剂
能够使溶液PH 值在一定范围内维持基本恒定的物质。
5.12 移动阴极
采用机械装置使被镀制件与极杠一起作周期性往复运动的阴极。
电镀测试和检验相关术语
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6.1 不连续水膜
通常用于表面被污染所引起的不均匀润湿性，使表面上的水膜变的不连续。
6.2 孔 隙 率
单位面积上针孔的个数。
6.3 针 孔
从镀层表面直至底层覆盖层或基体金属的微小孔道，它是由于阴极表面上 的某些点 的电
沉积过程受到障碍，使该处不能沉积镀层，而周围的镀层却不断加厚所造成。
6.4 变 色
由于腐蚀而引起的金属或镀层表面色泽的变化(如发暗、失色等)。
6.5 结 合 力
镀层与基体材料结合的强度。
6.6 起 皮
镀层成片状脱离基体材料的现象。
6.7 剥 离
某些原因（例如不均匀的热膨胀或收缩）引起的表面镀层的破碎或脱落。
6.8 桔 皮
类似于桔皮波纹状的表面处理层。
6.9 海绵状镀层
在电镀过程中形成的与基体材料结合不牢固的疏松多孔的沉积物。
6.10 烧焦镀层
在过高电流下形成的颜色黑暗、粗糙、松散等质量不佳的沉积物，其中常含有氧化物或其
他杂质。
6.11 麻点
在电镀或腐蚀中，与金属表面上形成的小坑或小孔。
6.12 粗糙
在电镀过程中，由于种种原因造成的镀层粗糙不光滑的现象。
6.13 镀层钎焊性
镀层表面被熔融焊料润湿的能力。

❿ 气敏电阻的工作原理

气敏电阻是一种半导体敏感器件，它是利用气体的吸附而使半导体本身的电导率发生变化这一机理来进行检测的。人们发现某些氧化物半导体材料如SnO2、ZnO、Fe2O3、MgO、NiO、BaTiO3等都具有气敏效应。