下载文档原格式
《纳米科学与技术导论》复习题（第二版）1、什么是纳米材料？结构材料？答：纳米材料是指材料的几何尺寸达到纳米级尺度水平，并且具有特殊性能的材料。
其主要类型为：纳米颗粒与粉体、碳纳米管和一维纳米材料、纳米薄膜、纳米块材。
纳米结构2、什么是纳米科技？答：纳米科技是指在纳米尺度（1~100nm之间）上研究物质组成体系的运动规律和相互作用，以及在应用中实现特有功能和智能作用的多学科交叉的科学和技术。
3、纳米技术的科学意义。
答：＜1＞纳米科技将促使人类认知的革命。
＜2＞纳米科技将引发一场新的工业革命。
＜3＞纳米科技将影响未来人类的生活方式和思维方式。
4、纳米材料有哪4种维度？举例说明。
答：纳米块体（三维纳米材料）、纳米薄膜（二维纳米材料）、纳米线（一维纳米材料）、量子点（O维纳米材料）。
5、随颗粒的直径的减小，材料的熔点有什么改变？原因是什么？纳米材料的稳定性有什么改变？答：下降。
原因：由于颗粒小，纳米微粒的表面能高，表面原子数多。
这些表面原子近邻配位不全，火星大，纳米粒子融化时所需增加内能小，致熔点急剧下降。
热稳定性变差。
6、电子在纳米材料中的传播特点是什么？答：晶界存在使电子的散射增加，晶界原子更混乱，导致界面热垒升高，电阻增加。
7、什么是巨电导振荡？答：现象描述：用脉冲激光照射微米或毫米金属丝，没有电导变化。
用脉冲激光照射金属丝的纳米窄收缩处，因热效应使收缩处的直径发生变化，从而引起电导的强烈振荡。
8、激子定义是什么？答：电子和空隙通过库伦相互作用力而束缚在一起，形成的电子——空隙对。
9、什么是超顺磁性？答：纳米微粒尺寸小到一定临界值时进入超顺磁状态。
粒子的磁化方向表现为磁的“布朗运动”，粒子集合体的总磁化强度为零，称为超顺磁性。
10、名词解释STM、AFM、SEM、XRF、TEMSTM：扫描隧道显微镜AFM：原子力显微镜XRF：X射线荧光分析SEM：扫描电子显微镜TEM：透射电子显微镜11、简述STM和AFM工作原理及对纳米技术的影响。
1简述TEM的基本结构透射电镜有电子光学系统，电源与控制系统，及真空系统三部分组成。
电子光学系统通常称筒镜，是透射电子显微镜的核心，他的光路原理与投射光学显微镜十分相似。
他分为三部分，即照明系统，成像系统，和观察记录系统。
2相差是怎样产生的？如何来消除或减小像差？电磁透镜的相差可以分为两类：几何像差和色差。
几何像差是因为投射磁场集合形状上的缺陷造成的，色差是因为电子波的波长或能量发生一定幅度的改变而造成的。
几何像差主要是指球差和像散。
球差是由于电磁投射的中心区和边缘区域对电子的折射能力不符合预定的规律造成的，像散是由透镜磁场的非旋转对称引起的。
消除和减少的方法：球差：减小孔径半角或缩小焦距均可减小球差，尤其减小孔径半角可是球差明显减小。
像散：引起一个强度和方向都可以调节的矫正磁场即消像散器予以补偿。
色差：采用稳定加速电压的方法有效地减小色差。
3电子波有何特征？与可见光有何异同？电子波的波长较短，轴对称非均匀磁场能使电子波聚焦。
其波长取决于电子运动的速度和质量，电子波的波长比起可见光小5个数量级。
4成像系统的主要构成及其特点是什么？成像系统主要是由物镜中间镜和投影镜组成。
物镜是用来形成第一幅高分辨率电子显微镜图像或电子衍射花样。
（1）物镜是采用强激磁，短焦距的投射镜（f=1-3mm），它的放大倍数较高，一般为100~300倍。
（2）中间镜是一个弱激磁的长焦距便被透镜，可在0~20倍范围调节。
当放大倍数大于1时，用来缩小物镜像。
（3）投影镜的作用是吧中间镜放大（或缩小）的像（或电子衍射花样）进一步放大，并投影到荧光屏上，他和物镜一样，是一个短焦距的强激磁透镜。
投射镜的几次电流是固定的，因为成像电子束进入投影上，它和物镜一样，是一个短焦距的强激磁透镜。
投影镜的几次电流是固定的，因为成像电子束进入投影镜时孔径很小，因此它的景深和焦距都非常大。
5 说明成像操作和衍射操作时各级透镜（像平面和物平面）之间的相对位置关系。
大学《材料物理性能》复习核心知识点、习题库及期末考试试题答案解析目录《材料物理性能》习题库（填空、判断、选择、简答计算题） (1)《材料物理性能》复习核心知识点 (15)清华大学《材料物理性能》期末考试试题及答案解析 (25)上海交通大学《材料物理性能》期末考试试题 (31)《材料物理性能》习题库（填空、判断、选择、简答计算题）一、填空1．相对无序的固溶体合金，有序化后，固溶体合金的电阻率将。
2．马基申定则指出，金属材料的电阻来源于两个部分，其中一个部分对应于声子散射与电子散射，此部分是与温度的金属基本电阻，另一部分来源于与化学缺陷和物理缺陷而与温度的残余电阻。
3．某材料的能带结构是允带内的能级未被填满，则该材料属于。
4．离子晶体的导电性主要是离子电导，离子电导可分为两大类，其中第一类源于离子点阵中基本离子的运动，称为或，第二类是结合力比较弱的离子运动造成的，这些离子主要是，因而称为。
在低温下，离子晶体的电导主要由决定。
5．绝缘体又叫电介质，按其内部正负电荷的分布状况又可分为，，与。
6．半导体的导电性随温度变化的规律与金属，。
在讨论时要考虑两种散射机制，即与。
7．超导体的三个基本特性包括、与。
金属的电阻8．在弹性范围内，单向拉应力会使金属的电阻率；单向压应力会使率。
9．某合金是等轴晶粒组成的两相机械混合物，并且两相的电导率相近。
其中一相电导率为σ1，所占体积分数为φ，另一相电导率为σ2，则该合金的电导率σ = 。
10．用双臂电桥法测定金属电阻率时，测量精度不仅与电阻的测量有关，还与试样的的测量精度有关，因而必须考虑的影响所造成的误差。
11．适合测量绝缘体电阻的方法是。
12．适合测量半导体电阻的方法是。
13．原子磁矩包括、与三个部分。
14．材料的顺磁性来源于。
15．抗磁体和顺磁体都属于弱磁体，可以使用测量磁化率。
16．随着温度的增加，铁磁体的饱和磁化强度。
17．弹性的铁磁性反常是由于铁磁体中的存在引起所造成的。
1、从三维到零维的态密度态密度推导:三维：为「概括ii 抻侧鳗分布状况.引人定义为正常 中能V E 附近刺位能址间隔内的电予志散.假设在能址E-E-dE 向无限小的能量间隔内有田、个电子忘.*M «（E ＞为A *号体片侑底成偷带顶附近.尊能■近位为球形.*i 电子志 4 4空间的分布职均与的.密度为V （2X ）1. M 中V 隹品体体机. 代此。
能址E - E + dE 何的电干杰散为（分割以导带底或价借KI 为能ttTA ＞=盘1_牛二1 —三二 ‘（2K F A •2 A，我'（会）"'盹 即只白有效质量为"I •的导带电F 或价带空穴在刺但体枳内的急密度＜（£）为邮＞ =!（芸广即 ⑷⑶式《413）盘明移价宙m 成铮带成附近.能右*度陆能址注携变 It."带边£ = 0处杰密度也为0.Quantum Well 半#体#带和价带中的电干建缴洋常浦集, 彬成用连技分布.Bulk Quantum Wire Quantum Dot二维（量子阱）:6, 6, Q 2、/7 + + TT 叭％ V ，z) + /(x, y, z\f(x,y,z) = E 叭x, y, z) dy Qz ) tl f —y/(z)+ E 此)2m dz叭 x, y)=A exp{ik x x + ik Y y) E =——―—• ZmU y/(x,^) = i//(x + L,y + L )= A expz^^ + L )+k y (y + £))=J (exp i(k x x + Ze v y)exp i{k x L + 如1))= “(x, j ，)exp ，(kxl+ k y L ) v £2 mEN =——— 1 dN _ 1 d (L 2mE yU~dE~lF~dE\ltl^ t 一维（纳米。
以 tt fn 站构中.电子在1和y 方向上的运命受胃限制.只 厦沿匚方向n 由近功.h 2 2in dx m 7t Tr P （E ）二 2 m Ti 2成为市一维体系.殳八、方向上的幼阱均为无阳株方们阱.阱童分割为“、b.明它的整5以、岐1°且1,1<¥V(r)= < (4-24))g |1|>品・或lyl>¥根8■胃到体事的It函敷民/(r)= r‘ 二:心工L：,，〈中..J e 。
1.纳米科技的含义、意义。
含义：纳米科技的核心思想是构造纳米尺度的材料或结构，发掘其不同凡响的特性并对此予以研究，以致最终能很好地被人们所应用。
将这种思想和相关方引入到各个领域，便形成形形色色的各类纳米科技研发领域，主要包括：纳米体系物理学；纳米体系化学；纳米材料学；纳米材料学；纳米生物学；纳米机械学；纳米加工制造学；纳米表征测量学；纳米医学等。
意义：纳米技术是20世纪90年代出现的一门新兴技术。
它是在0.10至100纳米(即十亿分之一米)尺度的空间内，研究电子、原子和分子运动规律和特性的崭新技术。
当空间尺度足够小的时候，以分子或者更小的单位排列的时候，就会发现很多比现实世界更为奇异的事情。
这是因为运用纳米技术之后，分子或者原子等粒子的结构会发生很大的改变，当然也就会产生更多的原来不具备的特性。
比如说运用纳米技术之后，衣服脏了只需要用清水洗一下就干净了，比如玻璃杯摔不坏，当然这是普通的日常生活的应用。
对于高端的技术来讲，纳米技术更为重要。
纳米技术在超导的应用方面，集成电路的发展方面都具有重要的地位。
例如后者，大家都知道CPU是一种超大规模的集成电路，现在很普遍的P4技术是运用0.09微米的工艺来书写的；当然CPU的集成度还需要提高，运算速度还需要提高等等，这就要求在电路已经达到极限的情况下更注意电路的宽度的提高了。
未来CPU的发展还需要依靠纳米技术来改进和提高了。
纳米技术是一种新型技术，它是建立在微观的技术基础之上的，所以需要投入的资金和技术都是非常大的，但是一旦达到工业生产之后它所创造的产值往往是异常丰富的。
2.纳米材料的分类、定义、制备路径。
分类：定义：纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。
制备路径：（1）从上到下把大的尺度减小到纳米尺寸：破碎球磨蚀刻光刻煅烧喷雾法（2）从下到上把分子尺寸累积成纳米尺寸：蒸发凝结气相沉积共沉淀法3.几个效应。
（1）量子尺寸效应：当粒子尺寸下降到某一值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象；纳米半导体的最高被占据分子轨道(HOMO)和最低未被占据分子轨道能级(LUMO)由准连续变为离散能级，同时能隙变宽的现象，称为量子尺寸效应。
简答题、简述题1) 为什么扫描探针显微镜被称为纳米科技的“眼”和“手”？所谓“眼”即可利用ＳＰＭ直接观察原子，分子以及纳米粒子间相互作用与特性，表征纳米器件。
“手”是指SPM可用于移动原子，分子构造纳米结构，有纳米尺度，研究他们之间的相互作用。
2) 纳米微粒表面改性的方法有哪些？常见的表面修饰方法有：①物理修饰法 1、物理包敷法 2、机械球磨法②化学修饰法★化学偶联法★酯化反应法★表面接枝改性3）纳米结构与纳米材料有什么区别与联系？纳米材料（nano-material ），通常是指构成物质的“单元”的三维尺寸中至少有一维是纳米级的（称之为“纳米单元”）；纳米结构（Nano-Structure）：是指以纳米尺度的物质单元为基元，按一定规律排列，形成一维的、二维的及三维的阵列，这种结构体系就称为“纳米结构”。
4 ）如果合成纳米Al O 粉末，将选用哪种合成技术？如何合成纳米Al O 膜？铝铵钒和碳酸氢铵为原料，用化学法合成尺寸均一，颗粒细小分散的碱式碳酸铝铵前驱沉淀物，进而制备纳米氧化铝粉体的工艺，数据表明：反应物的混合方式对前驱沉淀物及粉体的尺寸和形貌都有很大的影响，用先缓慢滴加，在反应物充分混合且过饱和度达到一定程度的基础上，再将沉淀剂雾化加入的工艺有利于得到尺寸均一，细小分散的NH4Al(OH)2CO3胶体，经灼烧最终制得平均粒径为15nm左右的α-Al2O3粉体。
高纯铝箔( 99. 99% 以上) 经退火(N2气, 500°C) 后，依次用三氯乙烯溶液、氢氧化钠溶液、去离子水清洗干净，在氯酸中进行电化学抛光处理后，于1. 2mol/L H2SO4电解液中进行恒电位阳极氧化, 然后用去离子水冲洗，氮气吹干，即得到所需的AAO 模板。
5）什么是超导临界温度？何谓巨磁电阻效应？超导临界温度：超导体从正常态转变为超导态（零电阻）时的温度，实际上也就是把cooper电子对解体开来的温度，对于转变温度范围较宽的超导体，临界温度可分为起始转变温度、中转变温度和零电阻温度。
湘潭大学2014年硕士研究生入学考试初试试题答案(B 卷)考试科目名称及代码： 832 普通物理（一）适 用 专 业： 070200 物理学；080500材料科学与工程 注意：所有答题一律写在答题纸上，否则无效。
一 选择题（每小题5分，共50分）1.一运动质点在某瞬时位于矢径r (x ,y )的端点处，其速度大小为()dr A dt ； ()dr B dt；()d r C dt ；()D[ D ]2.下列叙述中正确的是（A ）物体的动量不变，动能也不变； （B ）物体的动能不变，动量也不变；（C ）物体的动量变化，动能也一定变化； （D ）物体的动能变化，动量却不一定变化。
[ A ]3.设声波在媒质中的传播速度为u ，声源的频率为v s 。
若声源S 不动，而接收器R 相对于媒质以速度v B 沿着S 、R 连线向着声源S 运动，则位于S 、R 连线中点的质点P 的振动频率为： （A ）s v ； （B ）B s u v v u +； （C ）s B u v u v +； （D ）s Buv u v -。
[ A ]4.在一密闭容器中，储有A 、B 、C 三种理想气体，处于平衡状态。
A 种气体的分子数密度为n 1，它产生的压强为P 1，B 种气体的分子数密度为2n 1，C 种气体的分子数密度为3n 1，则混合气体的压强P 为（A ）3P 1； （B ）4P 1； （C ）5P 1； （D ）6P 1。
[ D ]5.质子在加速器中被加速，当其动能为静止能量的4倍时，其质量为静止质量的 （A ）4倍； （B ）5倍； （C ）6倍； （D ）8倍。
[ B ]6.在下列各种说法中，哪些是正确的？(1) 热平衡过程就是无摩擦的、平衡力作用的过程。
(2) 热平衡过程一定是可逆过程。
(3) 热平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接。
(4) 热平衡过程在P －V 图上可用一连续曲线表示。
(A)(1)、(2)； (B)(3)、(4) ；(C)(2)、(3)、(4) ； (D)(1)、(2)、(3)、(4) 。
（1）表面控制型金属氧化物半导体材料气敏机理:在空气中吸附氧分子并从半导体表面获得电子从而形成吸附的O2-，O-，O2-，结果导致气敏材料的表面电阻增加。
当还原性气体（如H2）：O-吸附+ H2→H2O + e-被氧原子捕获的电子重新回到半导体中，从而致使气敏材料的阻值下降。
当氧化性气体时，气体与吸附的氧原子发生的化学反应使更多电子被捕获，使金属半导体的表面电阻进一步升高。
（2）体相控制型金属氧化物半导体气敏机理:由于化学计量比的偏离，在半导体禁带中存在施主能级或受主能级，当化学反应性强且容易还原的氧化物半导体与气体接触时，能使氧化物半导体的结构发生改变，使体电阻发生变化。
比如，γ-Fe2O3，气体传感器，当它与气体接触时，随着气体浓度的增加，形成Fe3O4，使器件的体电阻下降。
γ-Fe2O3被还原成Fe3O4，这是一个可逆转的过程，当被测气体脱离后，又恢复为原有状态，通过这种转换达到了检测气体的目的. (3).金属氧化物半导体气敏器件的灵敏度受到多种因素的影响主要因素：1. 材料的化学元素组成:金属氧化物复合材料为例来说明材料的化学元素组成对其灵敏度的影响。
很多研究表明，复合金属氧化物材料的气敏性质要高于单独的一种金属氧化物。
这可能是两种组分的协同作用，但是对于这种协同作用具体的机理至今尚未有明确据.SnO2-ZnO 对正丁醇的气敏性推测SnO2能够有效地促使正丁醇脱氢变为正丁醛，却不能够有效地催化正丁醛分解。
而ZnO 却能够有效地催化分解正丁醛。
所以将这两种材料结合起来，就能够有效地使正丁醇脱氢变为正丁醛，进而催化分解正丁醛。
所以SnO2-ZnO 对正丁醇的气敏性能高于单独的SnO2或ZnO。
并不是所有复合材料的气敏性能都优于单独的任何一种材料。
只有当复合材料中的组分对催化反应彼此促进时，复合材料的气敏性质才有可能提高。
除了协同作用之外，很多文献中提到，在两种或多种组分之间会形成异质结，异质结的形成能够有效提高复合材料的气敏性质.2. 贵金属表面修饰:贵金属的作用：1、高效的激活剂降低粒子接触部分的势垒；2、促进接触面的气体吸附和反应进而提高气敏材料表面的催化活性。
一．符号翻译（5×2分=10分）1．PVD：Physical Vapor Deposition，物理气相沉积.2．PLD:Pulsed Laser Deposition，脉冲激光沉积。
3．CVD:Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积。
4．Template synthesis:模板法合成。
5．CMC：临界胶团浓度。
6．SEM:Scanning Electronic Microscopy，扫描电子显微镜。
7．TEM：Transmission Electron Microscopy,透射电子显微镜.8．AFM：Atomic Force Microscopy,原子力显微镜。
9．XRD:X-Ray Diffraction,X射线衍射法。
10．XPS:X—ray Photoelectron Spectroscopy，X射线光电子能谱法.11．EDX：X射线能谱仪装置.12．SAED：Selected Area Electron Diffraction，选区电子衍射。
13．CNT:Carbon Nanotube，碳纳米管。
14．EQE：External Quantum Efficiency,外量子效率。
15．IQE:Internal Quantum Efficiency，内量子效率。
16．AM:Air Mass，大气光学质量。
17．DSSC：Dye—Sensitized Solar Cells，染料敏化太阳能电池。
18．HOMO：Highest Occupied Molecular，最高已占轨道。
（价带）19．LUMO：Lowest Unoccupied Molecular,最低未占轨道。
（导带）20．QDSSC：量子点敏化太阳能电池.二．名词解释（5×3分=15分)1．纳米材料：指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1-100nm）或由它们作为基本单元构成的材料。
纳米技术及材料复习资料-2012（1）一、填空题1、扫描探针显微镜（SPM）两大主体技术包括____________和ATM。
2、磁带中的磁记录粉利用了磁性纳米颗粒的____________特性。
3、1997年，美国科学家利用量子隧穿效应和____________首次成功地实现了单电子移动单电子。
4、界面原子的扩散速率____________应变速率时，利于陶瓷材料超塑性的产生。
5、冷冻干燥法、喷雾干燥法都属于纳米材料液相制备法中的___________。
6、显微镜法可以对纳米材料的粒度和____________进行评估。
7、纳米粉末在较低温度下就能实现高致密性烧结，主要源于其压制成块体材料后具有高的____________。
8、体系内富有油，水相以均匀的小珠滴形式分散于连续相中，形成____________微乳液。
9、Zeta电位法不适用基于____________稳定机制的分散体系。
10、引起纳米固体材料红外吸收带宽化的因素有尺寸分布效应和____________。
11、古代铜镜的防锈层采用的是____________。
12、扫描隧道显微镜隧道电流的产生是基于____________效应。
13、居里温度是铁磁体转变为____________时的温度。
14、纳米Fe微粒的高矫顽力可以采用____________模式解释。
15、在粒径分析法中，____________的测试结果为一次颗粒的粒径，且具有代表性。
16、随热处理温度的升高，纳米材料红外吸收带出现蓝移现象主要归结于____________的影响。
17、物理气相沉积法中的基本制膜技术包括蒸镀和____________。
18、____________具有比MR更高的信号变化灵敏度，将其应用在硬磁盘中可实现更高的存储密度。
19.纳米颗粒表面吸附一层可电离的聚合物以提高其在液体介质中的分散稳定性是基于____________机制。
20、超临界流体具有密度与____________接近液体、粘度和扩散速度接近气体的特性。
纳米复习资料本课程以纳米表征学和纳米材料学的内容为主，其中纳米表征学又以扫描探针显微镜(SPM)中的STM和AFM为主。
纳米材料学涉及了纳米材料的基本结构单元，纳米材料的物理效应，以及各维度纳米材料的电子结构和物理、化学特性及其制备方法。
最后是纳米结构的概念和应用。
纳米表征学要点1. 扫描探针显微镜(SPM)的特点2. STM的针尖制备3. AFM的微悬臂偏转检测纳米材料学要点一. 纳米结构单元部分纳米材料的概念及其分类原子团簇的特性C60足球烯的特性碳纳米管的特性和制备方法，CVD法制备碳纳米管中，碳纳米管的生长机理纳米薄膜二.纳米材料的物理基础与基本效应部分小尺寸效应及其影响表面效应三. 纳米微粒的物理和化学特性部分纳米微粒的力、磁、光、光催化性质四. 纳米材料的制备方法部分气体冷凝法氢电弧等离子体法沉淀法水热法(水热技术的特点，水热反应的分类)溶胶凝胶法溅射法流动液面上真空蒸镀法化学气相沉积定义非晶晶化法·纳米陶瓷的制备五. 纳米结构部分纳米结构的定义自组装的定义纳米电子学要点只涉及很少一部分内容: ·单电子器件的基本单元·量子计算机的优点·什么是电导量子化有关纳米材料的安全性,谈谈你个人的看法。
1. 扫描探针显微镜(SPM)的特点分辨率高可实时得到实空间中样品表面的三维图像可以观察单个原子层的局部表面结构可在真空、大气、常温等不同环境下工作配合扫描隧道谱（STS）可以得到有关表面电子结构的信息设备相对简单、体积小、价格便宜2. 纳米材料的概念及其分类两个条件：（1）在三维空间中至少有一维处于纳米尺度或由他们作为基本单元构建的材料（2）于块体材料相比，在性能上有所突变或者大幅提高的材料分类：纳米基本单元是纳米材料学首要的研究内容。
其按空间维数分为：零维，指空间三维尺度均在纳米尺度，如纳米尺度颗粒、原子团簇等。
一维，指空间二维尺度处于纳米尺度，如纳米线(棒)、纳米管等。
纳⽶功能材料试题⼤学期末复习资料《纳⽶功能材料》—思考题第⼀章、概论1.纳⽶材料定义及分类。
定义：利⽤物质在⼩到原⼦或分⼦尺度以后，由于尺⼨效应、表⾯效应或量⼦效应所出现的奇异现象⽽发展出来的新材料。
分类：纳⽶粒⼦（零维纳⽶结构）；纳⽶线、纳⽶棒（⼀维纳⽶结构）；薄膜（⼆维纳⽶结构）；纳⽶复合材料和纳⽶晶材料（三维纳⽶结构）。
2.功能材料定义及分类。
定义：是指通过光、电、磁、热、化学、⽣化等作⽤后具有特定功能的材料。
分类：常见的分类⽅法：（1）按材料的化学键分类：⾦属材料、⽆机⾮⾦属材料、有机材料、复合材料；（2）按材料物理性质分类：磁性材料、电学材料、光学材料、声学材料、⼒学材料；其他分类⽅法：（3）按结晶状态分类：单晶材料、多晶材料、⾮晶态材料；（4）按服役的领域分类：信息材料、航空航天材料、能源材料、⽣物医⽤材料等。
3.按照产物类型，纳⽶材料如何划分类别。
按照产物类型进⾏划分：（1）纳⽶粒⼦（零维）：通过胶质处理、⽕焰燃烧和相分离技术合成；（2）纳⽶棒或纳⽶线（⼀维）：通过模板辅助电沉积，溶液-液相-固相⽣长技术，和⾃发各向异性⽣长的⽅式合成；（3）薄膜（⼆维）：通过分⼦束外延和原⼦层沉积技术合成；（4）纳⽶结构块体材料（三维）：例如⾃组织纳⽶颗粒形成光带隙晶体4.纳⽶结构和材料的⽣长介质类型？（1）⽓相⽣长，包括激光反应分解合成纳⽶粒⼦、原⼦层沉积形成薄膜等；（2）液相⽣长，包括胶质处理形成纳⽶粒⼦、⾃组织形成单分散层等；（3）固相⽣成，包括相分离形成玻璃基体中的⾦属颗粒、双光⼦诱导聚合化形成三维光⼦晶体等；（4）混合⽣长，包括纳⽶线的⽓-液-固⽣长等。
5.按照⽣长介质划分：（1）⽓相⽣长，包括激光反应分解合成纳⽶粒⼦、原⼦层沉积形成薄膜等；（2）液相⽣长，包括胶质处理形成纳⽶粒⼦、⾃组织形成单分散层等；（3）固相⽣成，包括相分离形成玻璃基体中的⾦属颗粒、双光⼦诱导聚合化形成三维光⼦晶体等；（4）混合⽣长，包括纳⽶线的⽓-液-固⽣长等6.纳⽶技术的定义？定义：由于纳⽶尺⼨，导致的材料及其体系的结构与组成表现出奇特⽽明显改变的物理、化学和⽣物性能、以及由此产⽣的新现象和新⼯艺。
(1)表面控制型金属氧化物半导体材料气敏机理:在空气中吸附氧分子并从半导体表面获得电子从而形成吸附的O2-，O-,02-，结果导致气敏材料的表面电阻增加。
当还原性气体(如H2)：0-吸附+H2—H2O+e-被氧原子捕获的电子重新回到半导体中，从而致使气敏材料的阻值下降。
当氧化性气体时，气体与吸附的氧原子发生的化学反应使更多电子被捕获，使金属半导体的表面电阻进一步升高。
(2)体相控制型金属氧化物半导体气敏机理:由于化学计量比的偏离，在半导体禁带中存在施主能级或受主能级，当化学反应性强且容易还原的氧化物半导体与气体接触时，能使氧化物半导体的结构发生改变，使体电阻发生变化。
比如，Y-Fe2O3,气体传感器，当它与气体接触时，随着气体浓度的增加，形成Fe3O4,使器件的体电阻下降。
Y-Fe2O3被还原成Fe3O4,这是一个可逆转的过程，当被测气体脱离后，又恢复为原有状态，通过这种转换达到了检测气体的目的. (3).金属氧化物半导体气敏器件的灵敏度受到多种因素的影响主要因素：1. 材料的化学元素组成:金属氧化物复合材料为例来说明材料的化学元素组成对其灵敏度的影响。
很多研究表明，复合金属氧化物材料的气敏性质要高于单独的一种金属氧化物。
这可能是两种组分的协同作用，但是对于这种协同作用具体的机理至今尚未有明确据.SnO2-ZnO对正丁醇的气敏性推测SnO2能够有效地促使正丁醇脱氢变为正丁醛，却不能够有效地催化正丁醛分解。
而ZnO却能够有效地催化分解正丁醛。
所以将这两种材料结合起来，就能够有效地使正丁醇脱氢变为正丁醛，进而催化分解正丁醛。
所以SnO2-ZnO对正丁醇的气敏性能高于单独的SnO2或ZnO。
并不是所有复合材料的气敏性能都优于单独的任何一种材料。
只有当复合材料中的组分对催化反应彼此促进时，复合材料的气敏性质才有可能提高。
除了协同作用之外，很多文献中提到，在两种或多种组分之间会形成异质结，异质结的形成能够有效提高复合材料的气敏性质.2. 贵金属表面修饰:贵金属的作用：1、高效的激活剂降低粒子接触部分的势垒；2、促进接触面的气体吸附和反应进而提高气敏材料表面的催化活性。
材料分析测试技术复习参考资料1、 透射电子显微镜 其分辨率达10-1 nm ,扫描电子显微镜 其分辨率为Inmo 透射电子显微镜放大倍数大。
第一章x 射线的性质2、 X 射线的本质：X 射线属电磁波或电磁辐射，同时具有波动性和粒子性特征，波长较为可见光短，约与 晶体的晶格常数为同一数量级，在 10-8cm 左右。
其波动性表现为以一定的频率和波长在空间传播；粒子性表现为由大量的不连续的粒子流构成。
即电磁波。
3、 X 射线的产生条件：a 产生自由电子；b 使电子做定向高速运动；c 在电子运动的路径上设置使其突然减 速的障碍物。
X 射线管的主要构造：阴极、阳极、窗口。
4、 对X 射线管施加不同的电压，再用适当的方法去测量由 X 射线管发出的X 射线的波长和强度，便会得到X 射线强度与波长的关系曲线，称为X 射线谱。
在管电压很低，小于某一值（ Mo 阳极X 射线管小于20KV ）时，曲线变化时连续变化的，称为连续谱。
在各种管压下的连续谱都存在一个最短的波长值入o ,称为短波限，在高速电子打到阳极靶上时，某些电子在一次碰撞中将全部能量一次性转化为一个光量子，这个光量 子便具有最高的能量和最短的波长，这波长即为入0。
入o=1.24/V 。
5、 X 射线谱分连续X 射线谱和特征X 射线谱。
*6、特征X 射线谱：概念：在连续X 射线谱上，当电压继续升高，大于某个临界值时，突然在连续谱的某个波长处出现强度峰， 峰窄而尖锐，改变管电流、管电压，这些谱线只改变强度而峰的位置所对应的波长不变，即波长只与靶的 原子序数有关，与电压无关。
因这种强度峰的波长反映了物质的原子序数特征、所以叫特征 x 射线，由特征X 射线构成的x 射线谱叫特征x 射线谱，而产生特征 X 射线的最低电压叫激发电压。
产生：当外来的高速度粒子（电子或光子）的动aE 足够大时，可以将壳层中某个电子击出去，或击到原于系 统之外，或使这个电子填到未满的高能级上。
半导体材料复习资料绪论1.半导体的基本特性？①电阻率大体在10-3~109Ω•cm范围第一章⒈比较SiHCl3氢还原法和硅烷法制备高纯硅的优缺点？⑴三氯氢硅还原法优点：产率大，质量高，成本低，是目前国内外制备高纯硅的主要方法。
缺点：基硼、基磷量较大。
⑵硅烷法优点①除硼效果好；（硼以复盐形式留在液相中）②无腐蚀，降低污染；（无卤素及卤化氢产生）③无需还原剂，分解效率高；④制备多晶硅金属杂质含量低（SiH4的沸点低）缺点：安全性问题相图写出合金Ⅳ由0经1-2-3的变化过程第二章⒈什么是分凝现象？平衡分凝系数？有效分凝系数？答：⑴分凝现象：含有杂质的晶态物质溶化后再结晶时，杂质在结晶的固体和未结晶的液体中浓度不同，这种现象较分凝现象。
⑵平衡分凝系数：固液两相达到平衡时，固相中的杂质浓度和液相中的杂质浓度是不同的，把它们的比值称为平衡分凝系数，用K0表示。
K0=C S/C L⑶有效分凝系数：为了描述界面处薄层中杂质浓度偏离对固相中杂质浓度的影响，通常把固相杂质浓度C S与固体内部的杂质浓度C L0的比值定义为有效分凝系数K effK eff=C S/C L0⒉写出BPS公式及各个物理量的含义，并讨论影响分凝系数的因素。
⒊分别写出正常凝固过程、一次区熔过程锭条中杂质浓度CS公式，并说明各个物理量的含义。
①正常凝固过程：C S=KC0(1-g)k-1C0：材料凝固前的杂质浓度K：分凝系数。
不同杂质的不同K值可以通过查表得出。
②一次区熔过程：C S=C O[1-(1-K)e-Kxl]C0：锭条的原始杂质浓度x：已区熔部分长度K:分凝系数l：熔区长度⒋说明为什么实际区熔时，最初几次要选择大熔区后几次用小熔区的工艺条件。
⑴一次区熔时C S=C O[1-(1-K)e-Kxl],l→大，C S→小→提纯效果好→→l越大越好⑵极限分布时（K一定）K=Bl/（e Bl-1）A=C0BL/(e BL-1) C S（x）=Ae Bxl→大，B→小，A→大，C S→大，提纯的效果越差→→l越小越好所以对于实际区熔，前几次应该用大熔区，越到后面越接近极限分布，应该用小熔区。
光电材料与器件复习题第一章1.光电探测器：光电导效应、光伏效应———内光电效应发光二极管、半导体激光器：载流子的注入和复合发光效应太阳能电池：光生伏特效应外光电效应 :在光线的作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象,光电管、光电倍增管。
2.(1)原子核外电子排布能量最低原理核外电子在原子轨道上的排布，应使整个原子的能量处于最低状态。
即填充电子时，是按照近似能级图中各能级的顺序由低到高填充的。
泡利不相容原理在同一原子中，不可能有两个电子具有完全相同的四个量子数。
如果原子中三个量子数相同，第四个一定不同，即同一轨道最多能容纳2个自旋方向相反的电子。
洪特规则在同一亚层的各个轨道上，电子的排布尽可能分占不同的轨道，并且自旋相同。
（2）电子在能带中的排布排布原则:能量最低原理——按由低到高的顺序填充各能级。
泡利不相容原理——同一能级最多容纳2个自旋方向相反的电子。
3.费米能级EF是反映电子在各个能级中分布情况的参数。
对于具体的电子体系，在一定温度下，只要确定了EF，电子在能级中的分布情况也就完全确定了。
对于一定的半导体，费米能级随温度以及杂质的种类和数量而变化。
费米能级位置较高，说明有较多的能量较高的量子态上有电子。
在绝对零度（T=0）时，费米能级EF可看成量子态是否被电子占据的一个界限。
4.（注意）（1）非平衡载流子的注入光注入：用光照射半导体产生非平衡载流子的方法。
（光-电器件，光-光器件）电注入：给PN结加正向偏压，PN结在接触面附近产生非平衡载流子。
当金属和半导体接触时，加上适当的偏压，也可以注入非平衡载流子。
电-光器件）（2）非平衡载流子的复合非平衡载流子的复合：非平衡载流子是在外界作用下产生的，当外界作用撤除以后，由于半导体的内部作用，导带中的非平衡电子将落入到价带的空状态中，使电子和空穴成对地消失。
非平衡载流子的复合是半导体由非平衡态趋向平衡态的一种弛豫过程，属于统计性的过程。
5.量子限制效应(QCE，Quantum Confinement Effect)，指固体材料的尺度缩小到一定值时，即在某一维度上可与电子的德布洛意波长或电子平均自由程相比拟或更小时，电子的运动受到局限，电子态呈量子化分布，连续的能带分解为分立的能级。
名词解释：1、纳米：纳米是长度单位，10-9米，10埃。
2、纳米材料：指三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1-100nm ）或由他们作为基本单元构成的材料。
3、原子团簇：由几个乃至上千个原子通过物理或化学结合力组成的相对稳定的微观或亚微观聚集体（原子团簇尺寸一般小于20nm ）。
4、纳米技术：指在纳米尺寸范围内,通过操纵单个原子、分子来组装和创造具有特定功能的新物质。
5、布朗运动：悬浮微粒不停地做无规则运动的现象。
6、均匀沉淀法：利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢地、均匀地释放出来，再与沉淀组分发生反应。
7、纳米薄膜材料：指由尺寸在纳米量级的颗粒构成的薄膜材料或纳米晶粒镶嵌与某种薄膜中构成的复合膜且每层厚度都在纳米量级的单层或多层膜。
8、真空蒸镀：指在高真空中用加热蒸发的方法是源物质转化为气相，然后凝聚在基体表面的方法。
9、超塑性：超塑性是指在一定应力下伸长率≥100％的塑性变形。
10、弹性形变：指固体受外力作用而使各点间相对位置的改变，当外力撤消后，固体又恢复原状。
11、塑性形变：指固体受外力作用而使各点间相对位置的改变，当外力撤消后，固体不会恢复原状 。
12、HAII-Petch 公式： σ－－强度； H －－硬度；d －－晶粒尺寸；K －－常数13、纳米复合材料：指分散相尺度至少有一维小于100nm 的复合材料。
14、蠕变：固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。
15、热塑性：物质在加热时能发生流动变形，冷却后可以保持一定形状的性质。
大题：1、纳米粒子的基本特性？（1）小尺寸效应：随着颗粒尺寸的量变，在一定条件下会造成颗粒性质的质变，由于颗粒尺寸的变小，所导致的颗粒宏观物理性质的改变称为小尺寸效应。
（2）表面效应：纳米粒子表面原子数与总原子数之比随着纳米粒子尺寸的减小而显著增加，粒子的表面能和表面张力也随着增加，物理化学性质发生变化。
（粒度减小，比表面积增大；粒度减小，表面原子所占比例增大；表面原子比内部原子具有更高的比表面能；表面原子比内部原子具有更高的活性）（3）量子尺寸效应：当金属粒子的尺寸下降到某一值时，金属费米能级附近的能级由准连续变为离散能级或能隙变宽的现象。
