电子材料导论(李言荣)习题参考答案
- 格式:pdf
- 大小:930.47 KB
- 文档页数:26
电子信息材料基础知识单选题100道及答案解析1. 以下哪种材料常用于制造集成电路中的半导体?()A. 铜B. 硅C. 铝D. 铁答案:B解析:硅是制造集成电路中常用的半导体材料,具有良好的半导体特性。
2. 光纤通信中使用的光导纤维的主要成分是()A. 二氧化硅B. 硅C. 氧化铝D. 氧化钙答案:A解析:光纤的主要成分是二氧化硅。
3. 下列属于磁性材料的是()A. 铜B. 铁氧体C. 铝D. 玻璃答案:B解析:铁氧体是常见的磁性材料。
4. 用于制造印刷电路板的材料通常是()A. 陶瓷B. 塑料C. 铜箔覆层的玻璃纤维板D. 木材答案:C解析:铜箔覆层的玻璃纤维板常用于制作印刷电路板。
5. 以下哪种材料的电阻率较大?()A. 银B. 铝C. 塑料D. 铜答案:C解析:塑料是绝缘体,电阻率很大,而银、铝、铜是导体,电阻率较小。
6. 超导材料在一定温度下电阻变为零,这个温度称为()A. 临界温度B. 转变温度C. 超导温度D. 以上都是答案:D解析:超导材料电阻变为零的温度被称为临界温度、转变温度或超导温度。
7. 以下哪种电子信息材料具有压电效应?()A. 石英B. 玻璃C. 塑料D. 铜答案:A解析:石英具有压电效应。
8. 液晶材料在显示技术中广泛应用,其工作原理基于()A. 光的折射B. 光的反射C. 光的偏振D. 光的散射答案:C解析:液晶显示的工作原理基于光的偏振。
9. 电子陶瓷材料不包括以下哪种?()A. 压电陶瓷B. 磁性陶瓷C. 绝缘陶瓷D. 金属陶瓷答案:D解析:金属陶瓷不属于电子陶瓷材料。
10. 以下哪种材料常用于制作电阻器?()A. 碳B. 硅C. 锗D. 铜答案:A解析:碳常用于制作电阻器。
11. 半导体材料的导电能力介于()之间。
A. 导体和绝缘体B. 金属和非金属C. 正电荷和负电荷D. 以上都不对答案:A解析:半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。
12. 光电材料是指能够实现()相互转换的材料。
材料学概论考试题与参考答案一、单选题(共75题,每题1分,共75分)1.下面哪个不是限制陶瓷广泛应用的因素( )A、脆性B、原材料稀少C、难加工D、工艺复杂,成本高正确答案:B2.若想通过分子量分布改性,使高分子的强度和耐冲击性提高,则需要设计什么样的分子量分布( )A、窄分布,高分子多B、窄分布,低分子多C、宽分布,高分子多D、宽分布,低分子多正确答案:A3.以下用途中主要利用的是光致发光的荧光材料的是?( )A、彩色电视机B、电子显微镜C、白光LEDD、场发射显示器正确答案:C4.磁控气体放电,磁场的作用是:( )A、维持体系的低真空B、加快电子的运动速率C、利用磁场改变二次电子的运动轨迹,增大电子撞击气体产生离子的概率D、提高电子的能量正确答案:C5.陶坯烧结前一般___( )A、涂釉B、不涂釉正确答案:B6.碳浓度低于共析钢为亚共析钢,高于共析钢为过共析钢,那么,共析钢中碳的质量分数是?( )A、1.77%B、3.77%C、0.77%D、2.77%正确答案:C7.铁(Fe) 的核外电子排布式是?( )A、1s22s22p63s23p63d74s1B、1s22s22p63s23p63d8C、1s22s22p63s23p63d64s2D、1s22s22p63s23p63d84s2正确答案:C8.纺丝是合成化学纤维成型的关键工艺,常见的三种纺丝工艺是( ) .(1)干法纺丝(2)湿法纺丝(3)熔体纺丝(4)切片纺丝A、(1)(3)(4)B、(2)(3)(4)C、(1) (2) (4)D、(1)(2)(3)正确答案:D9.高压钠灯采用透明氧化铝陶瓷而不用玻璃的原因是( )A、相比玻璃,氧化铝有更好的热导率B、高温高压的钠蒸气会腐蚀含钠的玻璃或石英玻璃C、氧化铝陶瓷的透明性比玻璃好D、氧化铝陶瓷比玻璃便宜正确答案:B10.下列哪一种泵能达到的真空度最高( )A、扩散泵B、涡轮分子泵C、溅射离子泵D、机械泵正确答案:C11.缩聚反应得到聚合高分子的同时还会产生小分子,下面的缩聚反应得到的小分子和其它三个不同的是( )A、尿素和甲醛缩聚成脲醛树脂B、苯酚和甲醛缩聚成酚醛树脂C、己二酸和己二胺缩聚成尼龙6,6D、对苯二甲酸甲酯和乙二醇缩聚成聚酯纤维(PET)正确答案:D12.真空的特点不包括( )A、压强低B、分子密度小C、平均自由程大D、没有任何气体分子正确答案:D13.按照真空区域的划分,10-5~10-9Pa属于什么真空区间( )A、超高真空B、中真空C、极高真空D、高真空正确答案:A14.以下金属中熔点最高的?( )A、钨(W)B、钼(Mo)C、锆(Zr)D、镍(Ni)正确答案:A15.常见的高分子聚合反应方法有4种,涂料合成常用( )A、本体聚合B、溶液聚合和乳液聚合C、悬浮聚合D、固相聚合正确答案:B16.润湿作用不包括以下哪个?( )A、铺展B、浸湿C、沾湿D、增溶正确答案:D17.不同的钢种,特别是经过不同的热处理,硬度变化很大。
一、填空题(共10分,共20空,每空0.5分)4、品质因数是反映软磁材料在交变磁化时能量的贮能一和损耗 的性能。
氧体。
6. 磁性材料材料在交变磁场中产生能量损耗,称为 磁损耗 耗、磁滞损耗和剩余损耗。
7. 永磁材料的一个重要的性能指标为磁能积,具单位为MGOe 。
二、名词解释(共12分)3、氧参数(3分)描述尖晶石铁氧体单位晶胞中氧离子真实位置的一个参数(1分),是指氧离子与小立方(又名 子晶格)中最远一个面的距离(2分)。
4、饱和磁化强度(3分)磁体在饱和磁化状态(磁矩平行排列)时(1分),定义单位体积内磁体的磁矩矢量和为饱和磁 化强度(2分)。
(也可用公式表示)三、辨析题(共8分) 2、磁晶各向异性常数&为磁性材料的内禀磁特性,只与材料的成分有关。
故对Fe-Ni 合金, 只要其成分相同,其心值都相同。
请判断上而说法的对错,同时说明原因。
答:不对,磁晶各向异性常数&为材料的內禀磁特性,除与材料的成分相关外,述与其结构相关。
(2分)对成分和同Fe-Ni 合金,当热处理工艺不同时,其结构、显微组织将会不同,所以其K1值就有可能不相同。
(2分)四、问答题(共50分)3、什么叫固溶体?简述固溶体的分类及影响固溶度的主要因素。
(5分)固溶体:固态条件下,一种组分内溶解了其它组分而形成的单一、均匀的晶态固体。
(0.5分) 分类:① 按溶质原子在溶剂晶体中的位置来分类:置换型固溶体(0.5分);填隙型固溶体(0.5分); ② 按照溶解度:无限固溶体(或连续固溶体)(0.5分);有限固溶体(或不连续固溶体)(0.5分)。
影响溶质原子在溶剂晶格中的溶解度的主要因素:① 晶体结构(0.5分)② 离子大小(0. 5分)③ 电负性(0.5分)④ 温度(0.5分)⑤ 离子电价(0.5分)5、铁氧体材料按•苴晶体结构分为尖晶石铁氧体、 石榴石铁氧体 和磁铅石(或六角晶系)铁 磁损耗包括二个方面涡流损 M = &L (A .m -1) AV6、请简述晶粒大小对常规磁性材料和纳米晶磁性材料性能的影响,并说明为什么。
电子材料导论1.压电效应答:(1)当在某一特定方向对晶体施加应力时,在与应力垂直方向两端表面能出现数量相等,符号相反的束缚电荷—正压电效应(2)当一块具有压电效应的晶体置于外电场中,由于晶体的电极化造成的正负电荷中心位移,导致晶体变形,形变量与电场强度成正比—逆压电效应。
2.电畴答:具有自发极化的晶体中存在一些自发极化取向一致的微小区域。
3.霍尔效应答:在一块半导体某一方向上加有电场,并在垂直方向上加有磁场,在两种外力作用下,载流子的运动发生变化,结果在半导体的两端产生一横向电场,其方向同时垂直于电流和磁场。
4.平衡载流子答:载流子的产生和复合两个相反过程建立起动态平衡,这种状态下的载流子为平衡载流子。
5.非平衡载流子答:当用电子能量大于该半导体禁带宽度的光照射时,光子的能量传给了电子,使价带中的电子跃迁到导带,从而产生导带的自由电子和价带的自由空穴,即非平衡自由载流子。
6.辐射性复合答:由于电子与空穴的复合以光能的形式辐射能量。
(1)电子和空穴由于碰撞而复合(2)通过杂质能级的复合(3)激子复合7.非辐射性复合答:由跃迁能量转换为低能声子而形成。
(1)阶段性的放出声子的复合(2)俄歇过程(3)表面复合8.固体电解质答:具有离子导电性能的固体物质。
9.功能材料答:指除强度性能外,还有其特殊功能,或能实现光、电、磁、热力等不同形式的交互作用和转换的非结构材料。
10.发光材料答:在各种类型激发作用下能产生光发射的材料。
11.玻璃键合答:在厚膜导电材料中含有玻璃,通过离子的相互渗透作用使它的基片表面形成键合,这种键合类型称为玻璃键合。
12.氧化物键合答:在厚膜导电材料中含有金属氧化物,通过离子的相互渗透作用使它的基片表面形成键合,这种键合类型称为氧化物键合。
13.负温度系数(NTC)热敏材料答:将电阻率随温度升高而下降的材料,称为负温度系数材料,简称NTC材料。
P38414.正温度系数(PTC)热敏材料答:将电阻率随温度升高而增大的材料,称为正温度系数材料,简称PTC材料。
第二章1.电导率与电导百分率的定义是什么?他们之间有何区别?电阻率的倒数为电导率,用来表示导体的导电度。
电导率与国际标准软铜的电导率之比的百分率,称为百分电导率,单位为%。
导电材料是指电流容易通过的材料,常用作电极,电刷,电线等。
2.列出几种常用的金属导体材料,并写出电导率与百分电导率。
铜-镉合金:88%1/1.959 铜-硅合金:50% 1/3.448铜-铍合金:35% 1/4.926μ欧姆每厘米3.在标准软铜中掺杂其他金属对导电率有何影响?电导率将急剧下降4.举例说明电极及电刷材料在电子元件中的应用。
对电极材料的要求:①应具有优良的导电性能,体积电阻率要小②具有良好的化学稳定性和抗腐蚀性,不易氧化,并且对戒指材料的老化、催化作用要小③应具有良好的机械性能④密度小,热导率大⑤易于焊接具有适当的熔点和沸点⑥材料来源广泛,价格便宜电刷材料与电阻体匹配要求:①电刷与弹性材料应具有良好的弹性性能、化学稳定性和优良的机械性能,应具有良好的导电性导热性和无磁性②电刷与电阻体要有良好的匹配,接触电阻要小而稳定,磨损要小。
5.厚膜导电材料有何主要特征?影响其性能的因素有哪些?厚膜导电材料应具有很低的电阻率,容易进行焊接,焊点有良好的机电完整性,与基片粘附牢固的特点。
影响因素是功能相和粘接剂的优劣。
厚膜导电材料对有机载体的要求:①应是化学惰性物质②能形成悬浮体③有适度的流变性④有适度的挥发性⑤粘接性能好6.什么是玻璃键合、氧化物键合?分别描述其特征。
许多厚膜导电材料含有一般的玻璃,通过离子的相互渗透作用,使它与基片表面形成键合,加入氧化铋能改善导体膜与基片的键合强度,这种键合类型称为玻璃键合。
采用金属氧化物来代替玻璃,这种键合类型称为氧化物键合。
特征:玻璃键合结构包括金属密集的上层和玻璃密集的下层,玻璃占总体记得20%~30%,玻璃密起峰可穿透金属层面露出,因而玻璃键合导体膜表面有疵点。
氧化物键合表明,键合物质集中而且含量很少(<5%)金属层密集有利于导电。
.填空练习:1、信息、和是现代人类社会赖以生存和发展的三大支柱。
2、晶体的宏观特性除了自范性、均一性、稳定性外,还具有和,晶体的这些宏观特性是由晶体内部结构的周期性决定的。
3、如果晶体由完全相同的一种粒子组成,而粒子可被看作小圆球,则这些全同的小圆球最紧密的堆积称为,其配位数最大,为。
4、常见的点缺陷除了空位,还包括和。
5、实际晶体中存在各式各样的缺陷,其微观缺陷包括点缺陷、和。
6、晶体中粒子的扩散可归纳为两种典型的形式,即扩散和扩散。
7、在半导体电子器件的制作中所使用的扩散方式主要有两种类型,即恒定表面源扩散和。
8、线缺陷主要指位错,位错有两种基本类型,即和。
9、任何物质,只要存在载流子,就可以在电场作用下产生导电电流。
按导电载流子的种类,电子材料的电导可分为和。
10、电介质在电场的作用下产生感应电荷的现象,称之为。
11、克劳修斯-莫索蒂方程建立了可测物理量εr(宏观量)与质点极化率α(微观量)之间的关系,其方程表达式为。
12、复介电常数的表达式为,复介电常数的虚部表示。
13、介质的特性都是指在一定的电场强度范围内的材料特性,当电场强度超过某一临界时,介质由介电状态变为导电状态,这种现象称为,相应的临界电场强度称为。
14、在较强的交变电场作用下,铁电体的极化强度P随外电场呈非线性变化,而且在一定的温度范围内,极化强度P呈现出滞后现象,这个P—E回线就称为。
15、温度变化引起材料中自发极化改变、表面产生净电荷的现象称为。
16、铁磁体在很弱的外加磁场作用下能显示出强磁性,这是由于铁磁体内部存在着自发磁化的小区域的缘故。
17、在较强的交变磁场作用下,铁磁体的磁感应强度B随外磁场呈非线性变化,而且磁感应强度B呈现出滞后现象,这个B—H回线就称为。
18、增益系数g的物理意义是。
19、吸收系数α的物理意义是。
20、根据半导体材料的禁带宽度可算出相应的本征吸收长波限。
如硅材料的禁带宽度为1.12eV,则吸收波长限等于,GaAs的禁带宽度为1.43eV,则吸收波长限等于。
电子材料复习题第一章电子材料概论1 简述什么是结构电子材料,什么是功能电子材料? (p2)2 什么是理想表面? 什么是实际表面? 一般情况下表面厚度大约是多少? (26~27)第二章导电材料1 电阻率最低的前三种元素是什么? 其电阻率各是多少(20度时)? (57)2 硅碳膜的三层结构各起什么作用(102)3 蒸发金属膜的主要制作过程(103)4 镍铬薄膜的主要特点(105)5 镍铬薄膜的主要制作方法(105)6 在NiCr薄膜中掺入氧可以改善的是(110)7 热处理对TaSi薄膜的影响(121)8 厚膜电阻浆料的组成(122)9 在钌系厚膜电阻浆料中常用玻璃做为粘接剂,其主要作用是?(124)10 影响钌系厚膜电阻性能的因素(128~131)11 钯银合金的电阻产生机理(134)12 多层化电极的共有几层,其名称是什么?(80)13. 铜互连的优缺点是什么(80)?14 按聚合物的结构和和导电机理划分时,高分子导电聚合物的分类(83)?15 有机化合物中电子存在的四种形式为(84)?16. 电子导电聚合物的主要应用领域是什么(87)?10多层化电极的共有四层,其名称是:欧姆接触层;粘附层;过度层;和导电层。
11铜互连的优点:电阻率低、可以相对的减少金属布线的层数、其性能和可靠性有所有所提高。
铜互连的缺点:铜原子在硅和氧化硅中扩散快,引起电压漂移和节漏电,需要引入阻挡层;再空气中容易氧化,不能形成保护层来阻止进一步氧化和腐蚀。
12 按聚合物的结构和和导电机理划分时,高分子导电聚合物可分为:载流子为自由电子的电子导电聚合物;载流子为能在聚合物分子之间迁移的正负离子的离子导电聚合物;以氧化还原反应为电子转移机理的氧化还原型导电聚合物(导电能力是由于在可逆氧化还原反应中电子在分子之间的转移产生的)。
13 有机化合物中电子存在的四种形式是:a 内层电子。
该电子仅靠原子核,它受到原子核的吸引较强,一般不参与化学反应,在正常电场作用下没有迁移能力。
练习题的参考解答第一章1. 计算在500 V 和100 kV 电压下电子的波长和相对论校正因子引入后的修正值。
解:1/2v (1.5/)0.05477nm 500h U λ===1/2v (1.5/)0.00387nm 100k h U λ=== 相对论校正因子引入后:v /0.05482nm 500h λ==v /0.00370nm 100k h λ==第三章1. 推导K K g '-=与布拉格公式的等价性。
解:由图3.2可知:K ′-K =21sin θλ,又:g =1/d故 21sin θλ=1/d 即:2d sin θ=λ ,两者是等价的。
2. 计算面心立方点阵和底心四方点阵的结构因子,说明衍射条件,并分别画出它们所对应倒易点阵。
解:对于面心立方点阵,晶胞中具有4个原子,分别位于000, 0 1/2 1/2, 1/2 1/2 0, 1/2 0 1/2:()2πi 1ej j jnhx ky lz hkl j j F f ++==∑()2πi 02πi 02πi 02πi 0222222e e e e h k h l k l j f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++++ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎡⎤=+++⎢⎥⎢⎥⎣⎦()()()[]lk lh hk j f +++-+-+-+=1111所以,当h ,k ,l 为全奇时,F hkl =4f ;当h ,k ,l 为全偶时,F hkl =4f ;当h ,k ,l 不是全奇或全偶时,F hkl =0。
对于底心四方点阵,晶胞中具有2个原子,分别位于000,1/2 1/2 0:()2πi 1ej j jnhx ky lz hkl j j F f ++==∑()2πi 2πi 022e e h k f ⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥⎣⎦()[]hk f +-+=11所以,当h +k =奇数时,F hkl =0,发生消光。
面心立方倒易点阵 底心四方倒易点阵3.计算NaCl 的结构因子,说明衍射晶面的条件,NaCl 晶胞的原子位置如下:Na :0 0 0,1/2 1/2 0,1/2 0 1/2,0 1/2 1/2; Cl :1/2 1/2 1/2,0 0 1/2,0 1/2 0,1/2 0 0。