功能材料基礎知識

名詞解釋:

1.半導體材料的概念：電阻率在10-4-1010Qcm范圍內，并對外界因素，如電場、

磁場、光、溫度、壓力及四周環(huán)境氣氛特別敏感的材料稱為半導體材料。

2.本征半導體：半導體按有無雜質可分為本征半導體和雜質半導體,半導體的禁帶寬

度較小,約為1.602x10-19J四周，例如室溫下硅為1.794x10-19J(1.12eV),因此室溫

下由晶體中原子振動就可以使少量的電子受到激發(fā)，從價帶躍至導帶，即在導帶底部四周

存在少量電子，從而在外電場的作用下顯示出導電性。

3,化合物半導體：由兩種或兩種以上的元素以確定的原子配比形成的化合物并具有確

定的禁帶寬度和能帶結構(如不確定就是固溶體半導體)等半導體性質的化合物稱之為化合

物半導體.

4.固溶體半導體：元素半導體或化合物半導體相互溶解而成的半導體材料稱為固溶體

蘭導體。它是由二個或多個晶格結構類似的元素或化合物相互溶合而成，

5.半導體陶瓷的概念：半導體陶瓷是指電性能介于導電陶瓷和絕緣陶瓷之間的一類材

料,其電阻率介于10-4至107之間.

6.熱敏陶瓷：是材料的電阻也隨溫度轉變而發(fā)生突變的一類陶瓷,可用作溫度傳感器,

線路溫度補償，制作熱敏電阻等.

7.高溫超導——網上自查

8,超導體內的磁通線好像一下子被排斥出去,保持體內磁感應強度B等于零,超導體

的這一性質被稱為邁斯納效應。即:超導體內磁感應強度B總是等于零。邁斯納效應有著重

要的意義，它可以用來判別物質是否具有超性6

9,所謂光致抗蝕,是指高分子材料經過光照后，分子結構從線型可溶性轉變?yōu)榫W狀不

行溶性，從而產生了對溶劑的抗蝕力量。而光致誘蝕正相反，當高分子材料受光照輻射后，

感光部分發(fā)生光分解反應,從而變?yōu)榭扇苄?。如目前廣泛使用的預涂感光版，就是將感光

材料樹脂預先涂敷在親水性的基材上制成的。曬印時，樹脂若發(fā)生光交聯(lián)反應,則溶劑顯

像時未曝光的樹脂被溶解,感光部分樹脂保留了下來。反之，曬印時若發(fā)生光分解反應,

則曝光部分的樹脂分解成可溶解性物質而溶解6

10.增感劑：在光化學反應中，直接反應的例子并不多見，較多的和較重要的是分子

間能量轉移的間接反應。它是某一激發(fā)態(tài)分子D*將激發(fā)態(tài)能量轉移給另一基態(tài)分子A，使

之成為激發(fā)態(tài)A*,而自己則回到基態(tài)。A*進一步發(fā)生反應成為新的化合物。

11.增感劑或光敏劑增感劑是光化學討論和應用中的一個特別重要的部分,它使得

很多原來并不具備光化學反應力量的化合物能進行光化學反應,從而大大擴大了光化學反

應的應用領域。

12.光聚合型感光性高分子:因光照耀在聚合體系上而產生聚合活性種（自由基、離

子等）并由此引發(fā)的聚合反應稱為光聚合反應6光聚合型感光高分子就是通過光照直接將

電體聚合成所預期的高分子的?？捎糜谟∷⒅瓢?、復印材料、電子工業(yè)和以涂膜光固化為

目的的紫外線固化油墨、涂料和粘合劑等。

13.納濾膜:是八十年月在反滲透復合膜基礎上開發(fā)出來的，是超低壓反滲透技術的

連續(xù)和進展分支，早期被稱作低壓反滲透膜或松散反滲透膜6目前，納濾膜已從反滲透技

犬中分別出來，成為獨立的分別技術6

14.滲透蒸發(fā)是近十幾年中頗受人們關注的膜分別技術滲透蒸發(fā)是指液體混合物在

膜兩側組分的蒸氣分壓差的推動力下,透過膜并部分蒸發(fā)，從而達到分別目的的一種膜分

別方法?？捎糜趥鹘y(tǒng)分別手段較難處理的恒沸物及近沸點物系的分別。具有一次分別度高、

操作簡潔、無污染、低能耗等特點。

15.氣敏陶瓷對某一種或某幾種氣體特殊敏感,其阻值將隨該種氣體的濃度（分壓力）

作有規(guī)章的變化，檢測靈敏度通常為百萬分之一的量級，個別可達十億分之一的量級，故

有"電子鼻"之稱

16.壓電陶瓷：具有壓電效應的陶瓷稱為壓電陶瓷，由于末經過極化處理的鐵電陶瓷

的自發(fā)極化隨機取向，故沒有壓電性。極化處理使其自發(fā)極化沿極化方向擇優(yōu)取向。

17.鈦酸鋼陶瓷是一種具有典型鈣鈦礦結構的鐵電陶瓷。它通常是以碳酸鋼和二氧化

鈦為主要原料，預先合成后再在高溫下燒結而成的

18.鈦酸鉛陶瓷是具有鈣鈦礦性結構的鐵電陶瓷。它通常是由四氧化三鉛｛或氧化鉛｝

和二氧化鈦以及少量添加物預先合成后再在高溫下燒結而成的。

19.壓電效應（piezoelectriceffect）是指對材料施加壓力，張力或切向力時，發(fā)生與應

力成比例的介質極化以及在晶體的兩端消失正負電荷的現象.這種由于應力誘導而極化，稱

正甦姻.這種壓電效應只有在具有不對稱中心的晶體中才能消失，反過來,在晶體上施加

電場而引起介質極化時，假如產生了與電場強度成比例的變形或機械應力時,稱其為負壓電

效應.或者說，壓電效應是應力誘導極化（正壓電）或者極化誘導應力（逆壓電效應）的現象.

20.光電效應：物質在受到光照后，往往會引發(fā)其某些電性質的變化。這一現象稱

為光電效應。光電效應主要有光電導效應、光生伏特效應和光電子放射效應三種6

21,單模光纖：

中心玻璃芯較細（芯徑一般為9或,只能傳一種模式的光。因此，其模間色散

很小，適用于遠程通訊，但其色度色散起主要作用，這樣單模纖對光源的譜寬和穩(wěn)定性有

較高的要求，即譜寬要窄，穩(wěn)定性要好。

22.自發(fā)輻射:是指高能態(tài)的原子自發(fā)地輻射出光子并遷移至低能態(tài)。這種輻射的特

點是每一個原子的躍遷是自發(fā)的、獨立進行的?它們發(fā)出的光子的狀態(tài)是各不相同的6這樣

的光相干性差，方向散亂。

23.受激輻射處于高能級的原子在光子的〃刺激"或者〃感應〃下，躍遷到低能級,

并輻射出一個和入射光子同樣頻率的光子過程。通過一次受激輻射，一個光子變?yōu)閮蓚€相

同的光子。這意味著光被加強了，或者說光被放大了。這正是產生激光的基本條件。

24.當納米粒子的尺寸下降到某一值時，金屬粒子費米面四周電子能級由準連續(xù)變

為離散能級制米半導體微粒存在不連續(xù)的最高被占據的分子軌道能級和最低未被占據的

分子軌道能級，使得能隙變寬的嗨被稱為納米材料的量子尺寸效應

25.當納米微粒尺寸與光波的波長、傳導電子的得布羅意波長以及超導態(tài)的相干長度

這類物理特征尺寸相當時，晶體周期性的邊界條件將破壞，聲、光、電、磁、熱、力學等特

性均會呈現新的尺寸效應稱為小尺寸效應。

金的熔點是1063℃,而2nm的納米金只有330℃,熔點降低近700℃;銀的熔點

日金屬銀的℃降為納米銀的℃納米金屬熔點的降低不僅使低溫燒結制備合金成

690100o

為現實，還可使不互溶的金屬冶煉成合金.

26.納米材料是指晶粒尺寸為納米級（10?9m）的超細材料。它的微粒尺寸大于原子

簇，小于通常的微粒,一般為它的比表面積很大，晶界處的原子數比率可

1~100nme

高達50%以上，它包括體積分數近似相等的兩個部分：一是直徑為幾個或幾十個納米的粒

子，二是粒子間的界面6前者具有長程序的晶狀結構，后者是既沒有長程序也沒有短程序

的無序結構

填空：

1.電流是電荷在空間的定向運動,任何一種物質，只要存在電荷的自由粒子■載流子，就

可以在電場的作用下產生導電電流?載流子可以是電子空穴，也可能是正負離子.金屬導體的

載流子是自由電子，高分子材料和無機非金屬材料的載流子可以是兩類載流子同時存在，載

流子為離子的電導稱為離子電導截流子為電子的電導稱為電子電導電子電導和離子電導

同時存在稱為本征電導.

2.楮在紅外光學中的用途主要應用于各種國防裝備.由于楮在大氣層對紅外線透亮

度最高的2~14微米紅外波段內，有高而勻稱的透過率，因此它是一種不行替代的優(yōu)良

紅外光學材料。同時，楮的化學穩(wěn)定性、耐腐蝕和易于加工等優(yōu)勢明顯，使其在紅外光學

系統(tǒng)中得到廣泛的應甩

3.氮化銀、碳化硅和氧化鋅等都是寬帶隙半導體材料，有較大的熱導率，寬禁帶,高擊

穿電壓等特性，是制作高功率,高頻率，高溫“三高”器件的優(yōu)良材料.

4?第三代半導體材料是以GaN(氮化掾)材料P型摻雜的突破為起點,以高亮度藍光發(fā)

光二極管(LED)和藍光激光器的研制勝利為標志的.

5,脩鎘汞(MCT)是一種連續(xù)固溶體半導體,是目前最重要的紅光探測器件材料，為直接

躍遷型半導體，是繼硅，神化銀之后第三代半導體中最有前途和應用最廣泛的光電子材料之

6.固溶體半導體：元素半導體或化合物半導體相互溶解而成的半導體材料稱為固溶體

話依它是由二個或多個晶格結構類似的元素或化合物相互溶合而成.它的一個重期性

是禁帶寬度(Eg)隨固溶度的成分變化,因此可以采用固溶體得到有多種性質的半導體材

料。

7.熱敏陶瓷可以依據其阻溫特性分為:⑴正溫系數熱敏陶瓷(PTC),(2)負溫系數熱敏陶

裕(NT。,⑶臨界溫度系數熱敏陶徭(CTR>(4)線性阻溫特性熱敏隨瓷

8.只有在氧化氣氛中燒結和在高于900。(：的氧化氣氛中綬慢降溫熱處理才能表現出

PTC效應，在還原氣氛中燒結或高溫直接淬火,PTC效應很低或根本沒有PTC效應,這主要是

由于晶界電阻率和晶體內部的電阻率在不同的溫度下不同引起的.(鐵電補償

ferroelectriccompensation).

9.陶瓷的燒成氣氛是指在燒制的過程中，燒結爐內的燃燒產物中所含的游離氧與還原

成分的百分比。一般將燒結氣氛分為氧化氣氛和還原氣氛兩種。游離氧含量在8%以上的

稱為強氧化氣氛,游離氧含量在4%~5%的稱為一般氧化氣氛，游離氧含量的

稱為中性氣氛；當游離氧的含量小于1%，并且CO含量在3%以下時,稱為弱還原氣氛，

CO含量在5%以上的稱為強還原氣氛。

10.壓敏半導體陶瓷是指材料具有的電阻值，在肯定范圍內具有隨電壓非線性變化的

特點當其小于臨界電壓時電阻值特別高，電流值很小，表現為半導性，但當超過臨界電壓很少,

電阻值急劇下降電流值急劇增大，表現為金屬電導態(tài)，具有這種劇烈的非線性伏安特性的材

料稱為壓敏半導體材料.

11.功能材料:是一大類具有特殊電、磁、光、聲、熱、力、化學以及生物功能的新

理材料,是信息技術、生物技術、能源技術等高技術領域和國防建設的重要基礎材料，同

時也對改造某些傳統(tǒng)產業(yè)，如農業(yè)、化工、建材等起著重要作用6

12.材料的性能（performance）:材料對與外部各種刺激（水、外力、熱、光、電、

碳、化學品等）的反抗。通常稱耐水性、耐熱性、透光性、耐化學品性等。

13.材料的功能他nction）:當對材料輸入“信號”（能量）時會發(fā)生質和量的變化,

其中任何一種變化有輸出作用。（如光致聚合、離子交換、氧化還原、能量轉換（壓電、磁

轉換成熱、光）等1

14.二次功能:當向材料輸入的能量和從材料輸出的能量屬于不同形式時，材料起能

量的轉換部件作用,材料的這種功能稱為二次功能或高次功能。有人認為這種材料才是真

正的功能材料。

15.所謂光致抗蝕,是指高分子材料經過光照后,分子結構從線型可溶性轉變?yōu)榫W狀

K行溶性,從而產生了對溶劑的抗蝕力量。而光致誘蝕正相反，當高分子材料受光照輻射

后，感光部分發(fā)生光分解反應，從而變?yōu)榭扇苄?。如目前廣泛使用的預涂感光版,就是將

感光材料樹脂預先涂敷在親水性的基材上制成的。曬印時，樹脂若發(fā)生光交聯(lián)反應，則溶

劑顯像時未曝光的樹［自被溶解,感光部分樹脂保留了下來6反之，曬印時若發(fā)生光分解反

應，則曝光部分的樹脂分解成可溶解性物質而溶解。

16.在重銘酸鹽水溶液中，Cr[VI]能以酸性鋸酸離子（HCrO4-）以及餡酸離子

（CrO42?）等形式存在。其中只有HCrO4-是光致活化的。它汲取250nm,350nm和

440nm四周的光而激發(fā)。因此,使用的高分子化合物必需是供氫體，否則不行能形成

HCrO4-0

17.膜分別過程的主要特點是以具有選擇透過性的膜作為分別的手段實現物質分子

尺寸的分別和混合物組分的分別。膜分別過程推動力濃度差、壓力差和電位差等。

18.液膜分別:液膜與料液和接受液互不混溶，液液兩相通過液膜實現滲透，類似于

莖取和反萃取的組合6溶質從料液進入液膜相當于萃取，溶質再從液膜進入接受液相當于

反萃取。

19.自上世紀60年月中期以來，消失的分別膜超過濾膜（簡稱UF膜1微孔過濾膜

（簡稱MF膜）和反滲透膜（簡稱RO膜）

20.目前，有用的有機高分子膜材料有：纖維素酯類、聚飆類、聚酰胺類。從品種來

說，已有成百種以上的膜被制備出來，其中約40多種已被用于工業(yè)和試驗室中。以日本

為例，纖維素酯類膜占53%，聚根膜占33.3%，聚酰胺膜占11.7%，其他材料的膜占2%,

纖維素酯類材料在膜材料中占主要地位。

21對于滲透蒸發(fā)膜來說，是否具有良好的選擇性是首先要考慮的,基于溶解集中理

論，只有對所需要分別的某組分有較好親和性的高分子物質才可能作為膜材料。如以透水

為目的的滲透蒸發(fā)膜,應當有良好的親水性，因此聚乙烯醇（PVA）和醋酸纖維素（CA）

都是較好的膜材料；而當以透過醇類物質為目的時，憎水性的聚二甲基硅氧烷（PDMS）

則是較抱負的膜材料.

22.液晶現象是1888年奧地利植物學家萊尼茨爾（EReinitzer）在討論膽苗醇苯甲

酯時首先觀看到的現象。他發(fā)覺,當該化合物被加熱時，在1450c和09℃時有兩個敏銳

的”熔點“。在1450c時，晶體轉變?yōu)榛鞚岬母飨虍愋缘囊后w，連續(xù)加熱至1790cB寸,體系

又進一步轉變?yōu)橥噶恋母飨蛲缘囊后w

23.依據液晶的形成條件不同，可將其主要分為熱致性和溶致性兩大類。熱致性液

晶是依靠溫度的變化，在某一溫度范圍形成的液晶態(tài)物質。相應的轉變溫度稱為清亮點，

記為Tcl#不同的物質，其清亮點的凹凸和熔點至清亮點之間的溫度范圍是不同的。

24.依據分子排列的形式和有序性的不同，液晶有三種結構類型：近晶型、向列型和

膽得型。

25,膽笛型液晶通常具有彩虹般的美麗顏色，并有極高的旋光力量。

26.PPTA是以六甲基磷酰胺（HTP）和N—甲基毗咯烷酮（NMP）混合液為溶劑,

對苯二甲酰氯和對苯二胺為單體進行低溫溶液縮聚而成的。

27.第一塊氣敏陶瓷是用二氧化錫和氯化鉗混合再研得極細，在高溫爐中燒結而成。

28.氣敏陶瓷一般都是通過摻雜等手段使其半導化的金屬氧化物。其氣敏特性，大多

通過待測氣體在陶瓷表面附著，產生某種化學反應（如氧化、還原反應）、與表面產生電子

的交換（俘獲或釋放電子）等作用來實現的，這種氣敏現象稱為表面過程。

29.英籍華裔科學家噩博士指出：光纖的高損耗并不是其本身固有的，而是由材料

中所含的雜質引起的6

30.紅寶石激光器中，用高壓標燈作〃泵浦"，采用標燈所發(fā)出的強光激發(fā)格離子到

達激發(fā)態(tài)E3,被抽運到E3上的電子很快（~10=83）躍遷到E2,E2是亞穩(wěn)態(tài)能級，E2

到E1的自發(fā)輻射幾率很小，壽命長達10-3S,即允許粒子停留較長時間e于是，粒子就在

E2上積聚起來，實現E2和E1兩能級上的粒子數反轉e從E2到E1受激放射的波長是

6943nm的紅色激光。

31.由于在納米結構材料中有大量的界面,這些晶界面為原子供應了短程集中途徑,

因此納米結構材料具有較高的集中率。這種性能使一些通常在較高溫度才能形成的穩(wěn)定相

在較低溫度下就可以存在，可使納米結構材料的燒結溫度大大降低（所謂燒結溫度是指把

粉末先加壓成形，然后在低于熔點的溫度下使這些粉末相互結合,密度接近于材料的理論

密度的溫度I

32.按物理形態(tài)分，納米材料大致可分為納米粉末、納米纖維、納米薄膜、納米塊體

材料和納米相分別液體等五類。

33.當前的討論熱點和技術前沿包括:以碳納米管為代表的納米自組裝材料；納米陶

瓷和納米復合材料等高性能納米結構材料；納米涂層材料的設計與合成；單電子晶體管、

納米激光器和納米開關等納米電子器件的研制、C60超高密度信息存貯材料

34.納米材料是指晶粒尺寸為納米級（10?9m）的超細材料。它的微粒尺寸大于原子

簇，小于通常的微粒，T殳為它的比表面積很大，晶界處的原子數比率可

1~100nm0

高達50%以上，它包括體積分數近似相等的兩個部分：一是直徑為幾個或幾十個納米的粒

子，二是粒子間的界面。前者具有長程序的晶狀結構，后者是既沒有長程序也沒有短程序

的無序結構

35.高分子載體藥物中應包含四類基團：藥理活性基團、連接基團、輸送用基團和使

整個高分子能溶解的基團。連接基團的作用是使低分子藥物與聚合物主鏈形成穩(wěn)定的且臨

時的結合，而在體液和酶的作用下通過水解、離子交換或酶促反應可使藥物基團重新斷裂

下來。輸送用基團是一些與生物體某些性質有關的基團，如磺酰胺基團與酸堿性有親密依

靠關系，通過它可將藥物分子有選擇地輸送到特定的組織細胞中,

推斷:

1.化合物半導體材料有以下幾個特點，一是發(fā)光效率比較高，二是電子遷移率高，同

時可在較高溫度和在其它惡劣的環(huán)境下工作，特殊適合于制作超高速、超高頻、低噪音的

電路，它的另一個優(yōu)勢是可以實現光電集成，即把微電子和光電子結合起來，光電集成可

入大的提高電路的功能和運算的速度。

2.只有在氧化氣氛中燒結和在高于9001的氧化氣氛中綬慢降溫熱處理才能表現出

PTC懶,在還原氣氛中燒結或高溫直接淬火PTC效應惻弒根本沒有PTC效應.這主要是

日于晶界電阻率和晶體內部的電阻率在不同的溫度下不同引起的.（鐵電補償

ferroelectriccompensation）,

3.所渭光致抗蝕，是指高分子材料經過光照后，分子結構從線型可溶性轉變?yōu)榫W狀不

行溶性,從而產生了對溶劑的抗蝕力量。而光致誘蝕正相反，當高分子材料受光照輻射后,

感光部分發(fā)生光分解反應，從而變?yōu)榭扇苄?如目前廣泛使用的預涂感光版，就是將感光

材料樹脂預先涂敷在親水性的基材上制成的。曬印時，樹脂若發(fā)生光交聯(lián)反應，則溶劑顯

像時未曝光的樹脂被溶解，感光部分樹脂保留了下來。反之，曬印時若發(fā)生光分解反應，

則曝光部分的樹脂分解成可溶解性物質而溶解。

4.作為感光性高分子材料，應具有一些基本的性能，如對光的敏感性、成像性、顯影

性、膜的物理化學性能等。但對不同的用途，要求并不相同。如作為電子材料及印刷制版

材料，對感光高分子的成像特性要求特殊嚴格；而對粘合劑、油墨和涂料來說，感光固化

速度和涂膜性能等則顯得更為重要。

5,被汲取的光量子數可用光度計測定，反應的分子數可通過各種分析方法測得，因此，

量子收率的概念比光化學定律更為有用6試驗表明，中值的變化范圍極大，大可至上百萬,

小可到很小的分數。知道了量子收率9值，對于理解光化學反應的機理有很大的關心6如:

（P<l時是直接反應；①>1時是連鎖反應。乙烯基單體的光聚合，產生一個活性種后可加

成多個單體因此是連鎖反應。

6.用波長366nm的光照耀蔡和二苯酮的溶液，得到蔡的磷光.但蔡并不汲取波長

366nm的光，而二苯酮則可汲取.因此認為二苯酮在光照時被激發(fā)后，把能量傳遞給蔡;

蔡再放射磷光6

7.依據感光基團的種類分類重氮型，疊氮型，肉桂酰型,丙烯酸酯型等。

8.由于光聚合型感光材料是在操作中經光照固化的，因此，適用于該體系的單體必需

滿意一個基本前提，即在常溫下必需是不易揮發(fā)的。一切氣態(tài)的或低沸點的單體都是不適

用的。含丙烯酸酯基和丙烯酰胺基的雙官能團單體簡潔與其他化合物反應,而且聚合物的

性質也較好，因此是用得最多的光聚合單體。表6—10列出的是常用的多官能團光聚合單

9.（關于這個的題是錯的）膜分別過程沒有相的變化（滲透蒸發(fā)膜除外）,常溫下即可

操作，避開了高溫操作，所濃縮和富集物質的性質不簡潔發(fā)生變化，在食品、醫(yī)藥等行業(yè)使

用具有獨特的優(yōu)點。

10,（關于這個的題是錯的）聚是類樹脂具有良好的化學、熱學和水解穩(wěn)定性，強度

乜很高，pH值適應范圍為1-13,最高使用溫度達120℃,抗氧化性和抗氯性都特別優(yōu)

艮。因此已成為重要的膜材料之一。

11.納濾膜主要用于截留粒徑在0.1~lnm,分子量為1000左右的物質，可以使一

價鹽和小分子物質透過，具有較小的操作壓（0.5~IMPa1

12,（關于這個的題是錯的）膽甯型液晶（Cholestericliquidcrystals,Ch）在屬于

膽留型液晶的物質中，有很多是膽雷醇的衍生物，因此得名。但實際上，很多膽毒型液晶

的分子結構與膽甯醇結構毫無關系。但它們都有導致相同光學性能和其他特性的共同結構.

在這類液晶中，分子是長而扁平的。它們依靠端基的作用，平行排列成層狀結構，長軸與

層片平面平行6

13.層內分子排列與向列型類似，而相鄰兩層間，分子長軸的取向依次規(guī)章地扭轉肯

定的角度，層層累加而形成螺旋結構。分子長軸方向在扭轉了360。以后回到原來的方向。

兩個取向相同的分子層之間的距離稱為螺距，是表征膽笛型液晶的重要參數

14.主鏈型溶致性高分子液晶的結構特征是致晶單元位于高分子骨架的主鏈上。主鏈

矍溶致性高分子液晶主要應用在高雖度、高模量纖維和薄膜的制備方面。

15.形成溶致性高分子液晶的分子結構必需符合兩個條件：①分子應具有足夠的剛

性；②分子必需有相當的溶解性。然而，這兩個條件往往是對立的。剛性越好的分子，溶

解性往往越差。這是溶致性高分子液晶討論和開發(fā)的困難所在,目前，這類高分子液晶主

要有芳香族聚酰胺、聚酰胺酰腫、聚苯并嘎哩、纖維素類等品種，

16.纖維素液晶均屬膽笛型液晶。當纖維素中葡萄糖單元上的羥基被羥丙基取代后,

呈現出很大的剛性。羥丙基纖維素溶液當達到肯定濃度時，就顯示出液晶性。

17.（可能考其它題型）膽雷型液晶的層片具有扭轉結構,對入射光具有很強的偏振

作用，因此顯示出美麗的顏色6這種顏色會由于溫度的微小變化和某些痕量元素的存在而

變化6采用這種特性，小分子膽笛型液晶已勝利地用于測定精密溫度和對痕量藥品的檢測6

高分子膽笛型液晶在這方面的應用也正在開發(fā)之中。

18.形成波導傳輸的纖維結構有階躍型和梯度型兩類。階躍型光導纖維（突變型）的芯

子與包層間折射率是階梯狀的轉變（突變的），入射光線在纖芯和包層的界面產生全反射，

呈鋸齒狀曲折前進e其成本低,模間色散高。適用于短途低速通訊，如：工控6但單模光

纖由于模間色散很小，所以單模光纖都采納突變型

19.紅寶石激光器中，用高壓隨燈作"泵浦"，采用航燈所發(fā)出的強光激發(fā)鋸離子到

達激發(fā)態(tài)E3,被抽運到E3上的電子很快（-10-8s）躍遷到E2,E2是亞穩(wěn)態(tài)能級，E2

到E1的自發(fā)輻射幾率很小，壽命長達10?3s，即允許粒子停留較長時間。于是，粒子就在

E2上積聚起來，實現E2和E1兩能級上的粒子數反轉。從E2到E1受激放射的波長是

694.3nm的紅色激光。

20.在一個原子體系中，在光和原子體系的相互作用中，自發(fā)輻射、受激輻射和受激

汲取總是同時存在的。是否能得到光的放大就取決于高、低能級的原子數量之比。若位于

高能級的原子遠遠多于位于低能級的原子，就能得到被高度放大的光。在通常熱平衡的原

子體系中，原子數目按能級的分布聽從玻爾茲曼分布率。

21.光纖材料是光介質材料，而激光材料是光功能材料。

22.隨著納米粒子的直徑減小，能級間隔增大，電子移動困難，電阻率增大，從而使

能隙變寬，金屬導體將變?yōu)榻^緣體。

23.簡述:

1.諦鎘汞(MCT)晶體諦鎘汞是一種連續(xù)固溶體半導體，是目前最重要的紅光探測器件

材料,請從結構上分析分析材料的優(yōu)缺點？

確鎘汞有三大優(yōu)勢：

1)本征激發(fā)、高的汲取系數和高的量子效率(可超過80%)且有高的探測率；

2)其最吸引人的特性是轉變Hg、Cd配比調整晌應波段，可以工作在各個紅外光

譜區(qū)段并獲得最佳性能。而且晶格參數幾乎恒定不變，對制備復合禁帶異質結結構新器件

特殊重要

3)同樣的響應波段，工作溫度較高，可工作的溫度范圍也較寬。

4)介電常數小等有利于探測器性能。

2.與其他電池相比，其具有哪些獨特的優(yōu)勢？

非晶硅太陽電池具有獨特的優(yōu)勢。這些優(yōu)勢主要表現在以下方面：

(1)材料和制造工藝成本低c這是由于襯底材料,如玻璃、不銹鋼、塑料等，價格低

廉。硅薄膜僅有數千埃厚度，昂貴的純硅材料用量很少。制作工藝為低溫工藝(100—

300℃)，生產的耗電量小/能量回收時間短.

(2)易于形成大規(guī)模生產力量。這是由于核心工藝適合制作持大面積無結構缺陷的

a-Si合金薄膜；只需轉變氣相成分或者氣體流量便可實現PIN結以及相應的迭層結構；生

產可全流程自動化。

(3)品種多,用途廣。薄膜的a-Si太陽電池易于實現集成化。器件功率、輸出電壓、

輸出電流都可自由設計制造，可以較便利地制作出適合不同需求的多品種產品。由于光汲

取系數高，適合作制作室內用的低功耗電源，如手表電池、計算器電池等.由于a—Si膜

的硅網結構力學性能牢固。適合在柔性的襯底上制作輕型的大〃電池.敏捷多樣的制造方

法，可以制造建筑集成的電池，適合戶用屋頂電站的安裝.

3、半導體陶瓷的特點：

①化學性質簡單，易產生化學計量比的偏移，在晶格中形成點缺陷

②構成半導體陶瓷材料的氧化物分子多是離子鍵,遷移機理簡單

③半導體陶瓷材料是多晶材料，存在晶界是其重要特征很多物理效應都是由其晶界

引起的.

4、相對于氧化物高溫超導體而言，元素、含金和化合物超導體的超導轉變溫度較低(X

<30K)，其超導機理基本上能在BCS理論的框架內進行解釋,因而通常又枝稱為常規(guī)超導

體或傳統(tǒng)超導體。

5、光聚合單體：由于光聚合型感光材料是在操作中經光照固化的，因此，適用于該體

系的單體必需滿意一個基本前提,即在常溫下必需是不易揮發(fā)的。一切氣態(tài)的或低沸點的

巨體都是不適用的。含丙烯酸酯基和丙烯酰胺基的雙官能團單體簡潔與其他化合物反應，

而且聚合物的性質也較好，因此是用得最多的光聚合單體6

6、所謂光致抗蝕，是指高分子材料經過光照后，分子結構從線型可溶性轉變?yōu)榫W狀不

行溶性，從而產生了對溶劑的抗蝕力量。而光致誘蝕正相反，當高分子材料受光照輻射后，

感光部分發(fā)生光分解反應,從而變?yōu)榭扇苄?。如目前廣泛使用的預涂感光版，就是將感光

材