半导体低维试题总结

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1、半导体低维试题总结一、纳米材料的分类。A.c.从尺度、维度上分：二维纳米材料--纳米膜a.零维纳米材料;d.三维纳米材料--纳米粒子--纳米块体材料;b.一维纳米材料--纳米线(纳米管)B.按组成可分为:a.金属纳米材料:纳米银、金;b.半导体纳米材料：ZnO,TiO2,CdSet.al;c.壳结构。有机和高分子纳米材料C.按材料物性可分为：:P3HT,a.MDMO-PPV;纳米半导体;b.d.纳米磁性材料复合纳米材料：无机粒子与有机高分子复合材料，无机半导体的核;c.纳米非线性光学材料;d.纳米铁电

2、体e.纳米超导材料;f.纳米热电材料。D.按应用领域可分为：a.纳米电子材料;b.纳米光电子材料;c.纳米生物医药材料;d.纳米敏感材料;e.纳米储能材料E.按化学组分可分为：a.纳米金属;b.纳米晶体;c.纳米陶瓷;d.纳米玻璃;e.纳米高分子;f.纳米复合材料二、纳米材料的效应（特殊性能），说出至少两个的概念。1.表面效应：是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着粒子尺寸的减小而大幅度的增加，粒子的表面能及表面张力也随着增加，从而引起纳米粒子物理、化学性质的变化。2.小尺寸效应3.量子尺寸效应6

3、.宏观量子隧道效应4.库伦堵塞：如果两个纳米微粒的尺寸小到一定程度，它们之间的电容也会小到一定程度，以至于电子不能集体传输，只能一个一个单电子传输，这种不能集体传输电子的行为称之为库仑堵塞。5.另一个微粒就会象穿越隧道一样量子隧穿效应：在电学里,导电是电子在导体内运动的表现,若电子的隧道穿越是一个一个发生的，则在电压电流关系图上表出台阶曲线,如果两个纳米颗粒不相连,那么电子从一个微粒运动到,这就是量子隧穿效应。三、半导体的能带结构，画出绝缘体、半导体、导体的能带结构图。☆四、半导体中电子能带分布规则，

4、并能简单阐述。1.最低能量原理：电子在核外排列应尽先分布在低能级轨道上,使整个原子系统能量最低。2.Pauli不相容原理：每个原子轨道中最多容纳两个自旋方式相反的电子。3.Hund规则：在能级简并的轨道上，电子尽可能自旋平行地分占不同的轨道；全充满、半充满、全空的状态比较稳定。五、本征半导体，说出n型和p型半导体各自的定义、光学性质。1.声子参与本征半导体：完全纯净、结构完整的半导体晶体称为本征半导体。光学性质：)c.无辐射多声子驰豫过程a.直接带间跃迁b.间接带间跃迁(有2.n型半导体：在硅或锗的晶

5、体中掺入少量的5价杂质元素(磷.锑.砷等)，即构成N型半导体(或称电子型半导体)。光学性质：a.直接带间跃迁;b.间接带间跃迁(有声子参与);c.无辐射多声子驰豫过程;d.导带电子和杂质能级间的跃迁;e.激子（“e—h”）或束缚激子的复合。3.p型半导体:在硅或锗的晶体中掺入少量的3价杂质元素(硼.镓.铟等),即构成P型半导体(或称空穴型半导体)。光学性质：同n型半导体。六、半导体纳米材料如何按带隙分类，各类材料列举几种具体的名称，能够叙述各类材料的光电性能特点和应用。1.宽带隙半导体纳米材料，(1)

6、举例：ZnO、TiO2、SnO2、ZnS、ABO3类钙钛矿型半导体：金属钛酸盐、铌酸盐、铁酸盐类：(AO+BO掺杂)。(2)特点及应用：A.带隙较大，透光性好，尤其在可见光区具有较高的透过率---适合做窗口层、透明导电层，氧化物、硫化物。B.纳米材料发光强度较大，蓝紫光区---LED，氧化物、硫化物。C.电子迁移率较大---电荷受体：LED,SC，掺杂：磁性(自由电荷+自旋电荷)，铁酸盐、掺杂类。D.有一定的光催化性能---催化剂TiO2、铌酸盐。2.窄带隙半导体纳米材料，(1)举例：Si/Ge、Ga

7、As、CdS/Se/Te、Cu2S/CuInS/Se(CuInGaSe/CuZnSnS)、Ag2S/FeS/FeS2/PbS/Se、Organicpolymersemiconductor。(2)特点及应用：a.带隙较小，在可光区具有较高的吸光度---适合做吸光层。b.纳米材料发光强度较大，位于可见光区---LED。c.电子迁移率较大---电荷受体：SC。d.掺杂后有一定的光催化性能与磁性。七、半导体纳米材料的分类。1、按材料外观形貌分类：a.零维材料（量子点、纳米颗粒）;b.一维结构材料（纳米棒、纳米

8、管、纳米线、纳米带）;c.二维结构材料（纳米片、纳米薄膜）;d.多维结构材料（纳米分枝体颗粒与结构）2、按材料带隙分类：a.宽带隙半导体纳米材料；b.窄带隙半导体纳米材料。3、按材料应用分类：a.光电转换材料：SC、LED、光催化---一般窄带隙半导体材料;b.磁性材料：磁阻效应、磁存储与记忆---磁性元素掺杂;c.铁电、压电材料：---金属铁酸盐、钛酸盐等等。八、半导体纳米材料合成方法。通过两大的途径得到：1.从小到大:原子?团簇?纳米颗粒；1.按有无