材料的介電性能培訓講義(ppt 54頁)

材料的介電性能培訓講義內容提要：
絕緣體≠電介質：
將物質分類為絕緣體、半導體、導體、以及超導體時，其依據是物質的電荷傳導特性或者說電荷長程遷移特性。電荷的傳導（電荷的長程遷移），作為物質對外電場的響應，其宏觀表現即為電流。根據歐姆定律: J=σE，其中J為電流密度，E電場強度，而σ為電導率張量(二階對稱張量)。電導率反映了物質的電荷傳輸特性或曰電荷長程遷移特性。
物質對外電場的響應除去電荷的傳導外，還有電荷短程運動與位移。這種電荷的短程運動與位移稱為極化(Polarization)，其結果是促使正負電荷中心偏移、從而產生電偶極矩。而以極化方式傳遞、儲存或記錄外電場作用和影響的物質就是電介質。顯然，電介質中起主要作用的乃是束縛電荷而非自由電荷。極化可以來自極性晶體或分子的自發極化、也可以來自電場的誘導作用。介電響應可用如下方程描述：D=εε0E 或 P=χε0E，其中，D為電位移、P為極化強度、ε0為真空電容率、ε為相對介電常數、χ為宏觀極化率， ε與χ均為二階對稱張量。由於ε =1+χ ，用相對介電常數與宏觀極化率描述介電性質是等價的。介電常數的物理意義可以理解為電介質在極化過程中儲存電荷能力之度量。
傳導與極化是物質對電場的兩種主要響應方式，它們雖有主次、但往往同時存在。當我們主要關注其傳導特性時，將物質分類為絕緣體、半導體與導體；而當我們重點關注其極化特性時，則將物質分類為順電體、鐵電體、反鐵電體、壓電體、熱釋電體等電介質。
電介質與絕緣體是相互密切聯係、然而並不能等同的兩個概念。絕緣體肯定是電介質，但電介質卻不僅僅包括絕緣體。雖然大部分實用電介質材料為絕緣體，然而半導體甚至金屬都有電介質的特性、隻是其對外電場的響應中傳導效應遠遠超過了極化效應而已。

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