2015-2016《华南农业大学期末考试试卷》纳米材料和器件导论A.doc

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华南农业大学期末考试试卷（A卷）
2015-2016学年第 一 学期　 考试科目：　纳米材料与器件导论 　
考试类型：（开卷）考试　　　 考试时间：　120 分钟
学号 姓名 年级专业
题号
一
二
三
四
总分
得分

评阅人

得分

一、选择题（本大题共 10 小题，每小题 1 分，共 10 分）
1. 1959年12月，美国物理学家（ ）在加州理工学院召开的美国物理学会会议上作了一次题为“最底层大有发展空间”的富有想象力的演说。
A劳伦斯 B 德雷克斯勒 C费曼 D费米

2．1981年比尼格与罗勒尔发明了看得见原子的（ ）。
A激光力显微镜 B扫描隧道显微镜 C 原子力显微镜 D 磁力显微镜

3．1989年美国IBM公司的依格勒博士采用低温、超高真空条件下的（ ）操纵着一个个氙原子，将35个氙原子排布成了世界上最小的IBM商标。
A LFM B MFM C STM D AFM

4．1991年，日本的（ ）教授在电弧法制备C60时，在氩气直流电弧放电后的阴极碳棒上发现了管状结构的碳原子簇，直径约几纳米，长约几微米，此管状结构后来被称作碳纳米管。
A 白川英树 B 大泽映二 C 汤川秀树 D饭岛澄男

5. 1990年在美国东海岸的巴尔的摩召开第二届国际扫描隧道显微镜会议期间，召开了（ ）国际纳米科学技术会议，该会议标志纳米科学技术的诞生。
A 第一届 B 第二届 C 第三届 D 第四届

6. 纳米材料具有四个基本效应：小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应、（ ）。
A宏观量子隧道效应 B 隧道效应 C 库伦阻塞效应 D 单电子效应

7. 根据纳米功能器件的物理长度可将纳米电子器件分为：(1)（ ）纳米电子器件(0.1～1.0nm)、(2)纳米电子器件(1.0～10nm) 、(3)准纳米电子器件(10～100nm)。
A微 B 纳 C 毫 D 亚

8.下列方法中，哪一种不能产生白光？（ ）
A以红蓝绿三色发光二极管晶粒组成白光发光模块
B以蓝光发光二极管激发黄色YAG荧光粉产生白光
C以紫外光发光二极管激发透明光学胶中含均匀混有一定比例之蓝色、绿色、红色荧光粉，激发后可得到白光
D以红外光发光二极管激发透明光学胶中含均匀混有一定比例之蓝色、绿色、黄色荧光粉，激发后可得到白光

9. 下列日本科学家中哪一位曾获得IEEE爱迪生奖？（ ）
A赤崎勇 B 天野浩 C中村修二 D加来道雄

10. 下面那一项成就与江崎玲于奈关系较小？（ ）
A超晶格 B 隧道二极管 C约瑟夫森效应 D负阻效应
得分

二、填空题：（本大题共 20 空，每空 1 分，共 20 分）
1. 纳米尺度是指（ 1-100 ）nm。
2. 纳米科学是研究纳米尺度内原子、分子和其他类型（ 物质运动和变化）的科学。
3. 纳米技术是在纳米尺度范围内对原子、分子等进行（操纵和加工）的技术。
4. 当材料的某一维、二维或三维方向上的尺度达到纳米范围尺寸时，可将此类材料称
为（低维材料）。
5. 一维纳米材料中电子在（2）个方向受到约束，仅能在（ 1）个方向自由运动，即电子在（2）个方向的能量已量子化。一维纳米材料是在纳米碳管发现后才得到广泛关注的，又称为（量子线。
6. 磁性液体由三部分组成：（磁性颗粒 ）、（表面活性剂）和（基液）。
7. 随着半导体粒子尺寸的减小，其带隙增加，相应的吸收光谱和荧光光谱将向（短波 ） 方向移动，即（蓝移）。
8. 光致发光指在一定波长光照射下被激发到高能级激发态的电子重新跃入低能级被空穴捕获而发光的微观过程。仅在激发过程中发射的光为（ 荧光）。在激发停止后还继续发射一定时间的光为（磷光）。
9. 根据碳纳米管中碳六边形沿轴向的不同取向，可将其分成三种结构：（ 扶手椅型 ）、（ 锯齿形）和（ 螺旋型）。
10. STM 成像的两种模式是（恒电流模式）和（恒高度模式）。
得分

三、简答题（本大题共 10 小题，每小题 5 分，共 50 分）
1、纳米材料科技的研究方法有哪些？

2、纳米材料按照维度可分为哪几类？

3、纳米颗粒与微细颗粒及原子团簇的区别是什么？

4、纳米电子器件的四个基本现象是什么？
电导量子化、库伦堵塞现象、普适电导涨落、量子相干效应

5、什么是量子尺寸效应？

6、请分别从能带变化和晶体结构来说明蓝移现象。

7、在化妆品中加入纳米微粒能起到防晒作用的基本原理是什么？

8、隧道效应发生在结构为“简单金属－绝缘体－简单金属”的结中，电子要穿透的势垒是“绝缘体”。试按照这一方式，写出（1）隧道磁电阻效应中磁隧道结的结构，说明势垒层材料属性（2）扫描隧道显微镜中发生隧穿部分的结构，说明势垒层材料属性。

9、什么是宏观量子隧道效应？

10、目前, 二维电子气主要以那三个方式实现？
MOSFET、超晶体、液He表面

得分

四、论述题（本大题共 2 小题， 每小题 10 分，共 20 分）
1、下面“新好汉歌”中划线部分描述的现象可用某种霍尔效应说明，试写出对应的霍尔效应并作简要解释。

“大河向东流哇
磁场中的电子溜边儿走哇
嘿 嘿 溜边儿走啊
一边儿转圈儿,一边儿走哇
说走咱就走
量子效应无厘头哇
嘿 嘿 无厘头啊
怎么它就溜边儿走哇
没有磁场也能走哇
每个电子都很牛哇
转着圈儿溜边儿走哇”

2、试仿照下表关于电子晶体的描述，描述声子晶体和光子晶体。

电子晶体
结构 结晶体
对象 电子输运行为
晶格 0.1-0.5nm
波动 德布罗意波
偏振 自旋↑↓
特征 电子带隙,缺陷态,表面态
尺度 原子尺寸

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