南航電子材料復習思考題1

1、一、名詞解釋(每小題3分) (每題3分, 共9分)4.1. 光折變效應電光材料的折射率在空間調制光強或非均勻光強的照射下發(fā)生相應的變化的現(xiàn)象，稱為光致折射率變化效應，簡稱光折變效應。5.2. 本征吸收限本征吸收通常是指帶間吸收，即與能帶和能帶之間的電子躍遷有關的吸收。其特點是在不大的光譜范圍內吸收系數(shù)突然增長。通常把吸收系數(shù)突然增至很大的光波長或頻率稱為半導體的本征吸收限。6.1 電光效應外加電場引起晶體折射率發(fā)生變化的效應，稱為電光效應。8.1 霍爾效應4.2. 光折變晶體材料由光致空間電荷場通過線性電光效應引起折射率變化的電光材料。5.1. 本征吸收本征吸收通常是指帶間吸收，即與能帶和能帶

2、之間的電子躍遷有關的吸收。5.3 激子吸收如果在能量為hn的光子作用下，價帶的電子受到激發(fā)但尚不能進入導帶成為自由電子，即仍然受到空穴庫侖場的作用，則形成互相束縛的受激電子-空穴對，它對外呈中性。這種彼此束縛的受激電子和空穴組成的系統(tǒng)稱為激子。吸收光子形成激子的過程稱為激子吸收。7.1 粒子數(shù)反轉要產生激光必須創(chuàng)造一定的條件使受激輻射的原子數(shù)大于吸收光子的原子數(shù)，或受激輻射光子數(shù)大于受激吸收光子數(shù)，即實現(xiàn)粒子數(shù)反轉。8.2 電極化將電介質放在電場中，其表面就感應出電荷的現(xiàn)象，稱為電極化。8.3 介質損耗單位時間內因發(fā)熱而消耗的能量稱為電介質的損耗功率或簡稱介質損耗，常用tand表示。其值越大，

3、能量損耗也越大。8.4 鐵電性某些熱釋電晶體的自發(fā)極化可在外加電場的作用下而反向，其自發(fā)極化強度與外加電場之間的關系（電滯回線）類似于鐵磁體的磁滯回線。8.5 壓電效應一些電介質在外力作用下發(fā)生形變而引起帶電粒子相對位移時，總電矩發(fā)生改變 ，在某些表面會出現(xiàn)電荷積累的現(xiàn)象。二、填空題(每個空1分) (每題1分, 共18分)4.1信息存儲材料大體上可以分為（磁存儲材料 ）、(光盤存儲材料 )和(光學全息存儲材料 )三種。5.1 半導體光電子材料中發(fā)生的光電效應主要有（光電導 ）、（光生伏特效應 ）和（光電子發(fā)射 ）三種。前兩種是內光電效應，第三種是外光電效應。6.1 常見的非線性光學現(xiàn)象包括（光

4、混頻與光參量振蕩 ）、（晶體的電光效應 ）和（晶體的光折變效應 ）。7.1 激光固有的四大特征分別是（單色性 ）、（方向性 ）、（相干性 ）和（高亮度）。8.2 根據(jù)其磁性和應用情況，把磁性陶瓷分為（）、（）、（）、（）、（）等。軟磁鐵氧體材料、硬磁鐵氧體材料、旋磁(微波)鐵氧體材料、矩磁鐵氧體材料和壓磁鐵氧體材料、鐵氧體吸波材料和磁流體材料等。（選填5種）4.2 光盤由(基片 )、(存儲介質 )和(保護層 )組成。5.2 半導體對光的吸收以及與之有關的光電離過程只能直接改變電子和空穴的數(shù)量與能量，為了出現(xiàn)光電勢，還必須具備一定的附加條件，以使光生電子和空穴能夠在空間分開。在不均勻半導體中，必

5、須（存在內建電場 ），在均勻半導體中，必須具備另外一些附加條件，比如（電子和空穴遷移率不同 ）或（存在外加磁場 ）。5.3 紅外探測器材料分為（光子探測器材料 ）和（熱探測器材料 ）兩大類。6.2 非線性光學晶體按物理效應可分（頻率轉換晶體 ）、（電光晶體 ）和（光折變晶體 ）。7.2 激光器主要由（工作物質(基質和激活離子)）、（光放大器（激發(fā)源、泵浦）和（光諧振腔（共振腔）組成。8.1 介質電極化的機制包括（位移極化）、（松弛極化）、（界面極化）、（諧振式極化）、（自發(fā)極化）等位移極化、松弛極化、界面極化、諧振式極化、自發(fā)極化 五取四三、判斷題：在你認為正確的題前面的括號內打“”，如認為錯

6、誤則打“×”。（每小題1分，共10分）（×）4.1全息存儲只存儲物光的強度分布，不記錄物光的相位分布。 （）4.2光與半導體的相互作用與半導體的種類、入射光的波長和強度有關。 （×）5.1雜質吸收與激子吸收相同，都導致電子在能帶與能帶之間躍遷。（×）5.2本征吸收一定在本征半導體中才會發(fā)生。（×）6.1電光效應就是光電效應的另一個說法。（）6.2光折變效應的大小只與入射光的能量有關，而與光強無關。（）8.1功能陶瓷在形成固溶結構時，在結構不變的情況下，半徑相當?shù)碾x子最容易置換固溶。（）8.2功能陶瓷在形成固溶結構時，鍵型相似的物質有利于固溶。（

7、×）8.3利用壓電材料的逆壓電效應可以制備力傳感器。四、 單項選擇題(每題1分)4.1磁存儲的模式主要有( A )；A 水平存儲模式、垂直存儲模式和雜化存儲模式 B水平存儲模式、縱向存儲模式和雜化存儲模式 C，水平存儲模式、垂直存儲模式和縱向存儲模式4.2磁存儲系統(tǒng)一般都包括( A )； A 存儲介質、換能器、傳送介質裝置以及匹配的電子線路 B存儲介質、傳送介質裝置以及匹配的電子線路 C換能器、傳送介質裝置以及匹配的電子線路 4.3. 光盤是用（ B ）寫入信息、讀出信息的存儲器件； A 可見光 B 激光 C紅外光5.1 （ C ）是半導體光電子材料中發(fā)生的一種外光電效應；A 光電導

8、 B 光生伏特效應 C 光電子發(fā)射5.2 異質結太陽能電池通常（B ）；A 禁帶寬度完全相同的兩種材料組成 B 由禁帶寬度不同的兩種材料組成 C由一種材料構成6.1 下面不是非線性光學現(xiàn)象的是（C ）；A 光混頻與光參量振蕩 B 晶體的光折變效應 C 晶體的光電效應6.2 （ C）可以用于畸變像復原； A 激光變頻晶體 B 電光晶體的應用 C 光折變晶體的應用8.1 陶瓷材料中化學鍵主要是（B ）；A 氫鍵和分子鍵 B 離子間和共價鍵 C 金屬鍵8.2 電介質材料（A ）； A 以感應方式來傳遞外界電場的作用和影響 B以傳導方式來傳遞外界電場的作用和影響 C 對外界電場無響應8.3壓電材料與鐵

9、電材料的關系是( A )； A 前者包含后者 B前者屬于后者 C沒有關系 8.4壓電材料通常是( )； A導電材料 B半導體材料 C介電材料五、綜合題4.1 對顆粒涂布型磁存儲材料，假定單疇退磁場能Ed與多疇結構的疇壁能Ew分別可以表示為： 和 ，其中m0、Ms和gn/2分別為真空中的磁導率、材料的飽和磁化強度以及90°疇壁能密度。試說明：1）存在一個臨界半徑R0，當顆粒半徑R>R0時，顆粒為多疇結構；當R<R0時，顆粒為單疇結構。2）下圖中M-D、S-D以及S-P三個不同顆粒直徑范圍內矯頑力MHc與顆粒直徑d的關系。答：1）由題中給出的兩式可以看出，R值對Ed的影響大于

10、對Ew的影響。在顆粒半徑R較大時，為降低Ed，晶體疇結構以多疇形式存在，這時能量最低。當顆粒半徑R較小時，其退磁場能降低得很快，甚至可以忽略不計，這樣顆粒中主要是疇壁能Ew起作用。這說明如果不形成多疇，以單疇形式出現(xiàn)，能量可以較低。當顆粒半徑減小到某一特定值Ro時，將滿足Ed=Ew，即 也就是說存在一個臨界半徑R0，當顆粒半徑R>R0時，顆粒為多疇結構；當R<R0時，顆粒為單疇結構。2）根據(jù)上面的分析，顆粒直徑較大時（M-D），由于是多疇結構，磁化過程主要通過疇壁位移來實現(xiàn)，故矯頑力MHc較低。隨著直徑減小，退磁能迅速下降，當?shù)竭_臨界直徑時，會出現(xiàn)單疇結構。此時磁化過程只能由疇的轉

11、動來實現(xiàn)，而轉動過程必須克服較大的能量，所以矯頑力MHc增大，且有穩(wěn)定的最大范圍。如果顆粒直徑繼續(xù)減小到低于2R0則熱擾動作用相對明顯，矯頑力MHc逐漸下降（S-D）；當顆粒直徑減小到某一臨界值時，熱擾動能會大于交換作用能，自發(fā)磁化被完全破壞，矯頑力MHc降低到零，出現(xiàn)超順磁性（S-P）。5.1 簡述光生伏特效應產生的條件：在一定條件下受到光照作用的半導體中產生電動勢的現(xiàn)象稱為光生伏特效應。它是符號不同的光生載流子在空間中分開、移動和聚積的結果。半導體對光的吸收以及與之有關的光電離過程只能直接改變電子和空穴的數(shù)量與能量，為了出現(xiàn)光電勢，還必須具備一定的附加條件，以使光生電子和空穴能夠在空間分開。在不均勻半導體中，必須存在內建電場。在內建電場的作用下符號相反的載流子可以向相反方向移動并分別聚集起來。在均勻半導體中，沒有內建電場，為了產生光電勢，必須具備另外一些附加條件，比如電子和空穴遷移率不同，這使得在不均勻光照射時由于兩種載流子的擴散速度不同而導致兩種電荷分開，從而出現(xiàn)光電勢丹倍效應；或存在外加磁場，使得擴散中的兩種載流子向相反方向偏轉，從而產生