第八章 薄膜材料复习资料.pdf

一名词解释：. 1. K 直接半导体：导带边和价带边处于 空间相同点的半导体通常被称为直 接带隙半导体，电子要跃迁到导带上产生导电的电子和空穴（形成半满能带） Directgapsemiconductor GaAs 只需要吸收能量。直接带隙半导体（ ）的例子： 、 InP半导体。 2. K 间接半导体：导带边和价带边处于 空间不同点的半导体通常被称为间 接带隙半导体。形成半满能带不只需要吸收能量，还要改变动量。直接带隙 Directgapsemiconductor Si Ge 半导体（ ）的例子： 、 。 3.铁磁性材料：铁磁性，是指物质中相邻原子或离子的磁矩由于它们的相 互作用而在某些区域中大致按同一方向排列，当所施加的磁场强度增大时， 这些区域的合磁矩定向排列程度会随之增加到某一极限值的现象。某些材料 在外部磁场的作用下得而磁化后，即使外部磁场消失，依然能保持其磁化的 状态而具有磁性，即所谓自发性的磁化现象。所有的永久磁铁均具有铁磁性 或亚铁磁性，被称为铁磁性材料。 4.反铁磁性材料：在原子自旋（磁矩）受交换作用而呈现有序排列的磁性 材料中，如果相邻原子自旋间是受负的交换作用，自旋为反平行排列，则磁 矩虽处于有序状态（称为序磁性），但总的净磁矩在不受外场作用时仍为零。 这种磁有序状态称为反铁磁性。用主要磁现象为反铁磁性物质制成的材料， 称为反铁磁材料。 5.纳米效应：纳米效应就是指纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反 常的物理、化学特性，如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电，原来绝 缘的二氧化硅、晶体等，在某一纳米级界限时开始导电。 二、简答题： 1.XRD分析测试原理及具体图谱分析；X射线是原子内层电子在高速运动 电子的轰击下跃迁而产生的光辐射，主要有连续X射线和特征X射线两种。晶体可被用 作X光的光栅，这些很大数目的原子或离子/分子所产生的相干散射将会发生光的干涉 作用，从而影响散射的X射线的强度增强或减弱。由于大量原子散射波的叠加，互相干 涉而产生最大强度的光束称为X射线的衍射线。 满足衍射条件，可应用布拉格公式：2dsinθ=nλ 应用已知波长的X射线来测量θ角，从而计算出晶面间距d，这是用于X射线结构分 析；另一个是应用已知d 的晶体来测量θ角，从而计算出特征X射线的波长，进而可在 已有资料查出试样中所含的元素。 紫外可见分析测试原理; 紫外可见分光光度计是吸光光度法常用仪器。紫外可见吸光光度法是根据物质对紫外光 和可见光选择性吸收而进行分析的方法。吸光光度法的理论基础是光的吸收定律——— 朗伯—比尔定律，其数学表达式为A=Kdc. 朗伯—比尔定律的物理意义是，当一束平行单色光垂直通过某溶液时，溶液的吸光度A 与吸光物质的浓度c及液层厚度d成正比。当液层厚度d 以cm、吸光物质浓度c 以 “mol·L-1”为单位时，系数K就以ε表示，称为摩尔吸收系数。此时朗伯—比尔定律 表示为A=εdc 式中摩尔吸收系数单位为L·mol-1·cm-1。 计算题： 计算空间占有率：面心立方、体心立方、金刚石. 设半径为r,则体对角线为4r,晶胞边长为4r/3^(1/2) w=(2*4/3*pi*r^3)/[4r/3^(1/2)]^3=68.02% A2型密堆积中，原子在立方体面心与边长上均没有接触，在体对角线上，三个原子密置相 接触，故根号3倍的a等于4倍r，且每个晶胞中有两个原子。用两个原子的体积除以立方 晶胞的体积，可得空间占有率为68.02%。 A4型金刚石型堆积中，原子在立方体面心与边长上均没有接触，在体对角线上，原子接触。 尽管在体对角线上缺少两个原子，但根据几何关系可知：根号3倍的a等于8倍r，且每个 晶胞中有八个原子。用两个原子的体积除以立方晶胞的体积，可得空间占有率为34.01%。 提升题： 材料尺寸足够小时，材料的光、电、磁性能会发生突变，而这些 突变的临界点，对材料的运用推广具有重大的意义。参考文献找 出不同的材料在光、电、磁性能突变的