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起止时间:2020-02-21到2020-07-20
更新状态:已完结
作业第三讲 纳米电子材料和器件 半导体纳米材料的带隙
1、 请简要描述半导体纳米颗粒带隙展宽的原因。
评分规则: 半导体纳米颗粒带隙展宽主要是由于能级的离散性所致：
单个原子具有离散的能级，而半导体纳米颗粒所含原子数目较少，导致纳米颗粒的能级也是离散的，和分子的能级性质类似
如果原子数目增多，成键轨道（ＨＯＭＯ）和反键轨道（LUMO）能级也会增多，表现为HOMO和ＬＵＭＯ能带的增宽，而带隙宽度则减小，对于原子数目足够多的宏观材料，表现为连续的能带，ＨＯＭＯ和LUMO的间隔即为带隙。注意：此处按照原子数目从少到多来描述，反过来描述也可以，但是要注意清楚定义好带隙的含义。
对于纳米颗粒中原子数目较少的情况，HOMO和LUMO 较少并且不连续，因此相比宏观材料而言带隙是展宽的
作业第四讲 纳米加工和纳米显微术 SEM图像分析
1、 请以下为扫描电镜的背散射电子探头采集的图像，请说明(a)(b)两图哪一个是成分像，哪一个是形貌像，并说明理由。
评分规则: 背散射电子像的形成，就是因为样品表面上平均原子序数Z大的部位而形成较亮的区域，产生较强的背散射电子信号；而平均原子序数较低的部位则产生较少的背散射电子，在荧光屏上或照片上就是较暗的区域，这样就形成原子序数衬度。
原子序数衬度图像可以显示显著的明暗区域，样品中重元素区域在图像上是亮区，而轻元素在图像上是暗区。背反射电子信号强度要比二次电子低的多，所以粗糙表面的原子序数衬度往往被形貌衬度所掩盖。
(a)成分像,(b)形貌像
作业第四讲 纳米加工和纳米显微术 TEM制样
1、 透射电子显微镜（TEM）的样品有什么要求？
评分规则: 供透射电镜分析的样品必须对电子束是透明的，通常样品观察区的厚度应控制在100-200 nm为宜。
所制得的观测样品必须具有代表性，能够真实反映所分析材料的某（些）特征；（5分）样品制备时不可影响这些特征，如已产生影响则必须知道影响的方式和程度。（5分）
作业第六讲 量子点器件 单元作业——量子点
1、 对于碳、硅、碳化硅、氧化锌、砷化镓这几种材料，各自到什么尺度才可以称为量子点？请给出具体数值和理由。
评分规则: 每一种材料都需要给出数值和理由，每种材料对应4分，每种材料如果只有数值没有计算过程只得1分。
2、 量子点有多种优良特性，半导体量子点常有基于量子限制效应的辐射复合（如碳化硅量子点、石墨烯量子点等），从而导致强烈的发光，可以制备激光器。采用半导体量子点制备发光器件的过程中，量子点可以随意混合，或是团聚在一起吗？请说明原因
评分规则: 不可以。（10分）基于量子限制效应的发光，本质上是由于量子点尺寸很小，晶格的长程有序性被破坏，电子局域化运动导致能级分立、带隙展宽（5分），从而产生辐射复合现象，这是量子点发光的重要来源之一（5分）。而量子点一旦随意混合或是团聚在一起，将不再有尺寸很小而产生的电子局域化运动（5分），量子点之间也可能产生耦合作用（5分分），影响辐射复合的产生。
作业第四讲 纳米加工和纳米显微术 扫描电子显微镜的成像
1、 扫描电子显微镜的背散射电子像是如何形成的？形貌像和成分像有什么区别？
评分规则: 背散射电子像的形成，就是因为样品表面上平均原子序数Z大的部位而形成较亮的区域，产生较强的背散射电子信号；而平均原子序数较低的部位则产生较少的背散射电子，在荧光屏上或照片上就是较暗的区域，这样就形成原子序数衬度。
每项5分。背散射电子既可以用来显示形貌衬度，也可以用来显示成分衬度。 1. 形貌衬度：用背反射信号进行形貌分析时，其分辨率元比二次电子低。 因为背反射电子时来自一个较大的作用体积。此外，背反射电子能量较高，它们以直线轨迹逸出样品表面，对于背向检测器的样品表面，因检测器无法收集到背反射电子，而掩盖了许多有用的细节。
2. 成分衬度: 背散射电子发射系数可表示为eta=lnz/6-1/4样品中重元素区域在图像上是亮区，而轻元素在图像上是暗区。利用原子序数造成的衬度变化可以对各种合金进行定性分析。 •背反射电子信号强度要比二次电子低的多，所以粗糙表面的原子序数衬度往往被形貌衬度所掩盖。
第六讲 量子点器件 单元测验——量子点
1、 尺度____激子方可称量子点
A:<
B:>
C:=
D:≈
答案: <
2、 体材料的电子态密度呈______分布
A:连续
B:周期性
C:准连续
D:分立
答案: 准连续
3、 区别于量子点和普通纳米颗粒的重要标志是有无___
A:表面效应
B:量子限域效应
C:小尺寸效应
D:隧道效应
答案: 量子限域效应
4、 量子限域效应是基于___不可忽略
A:原子的波动性
B:空穴的波动性
C:晶格缺陷
D:电子的波动性
答案: 电子的波动性
5、 以下哪种现象不是基于量子点的表面效应?
A:量子点表面悬挂键的形成
B:金量子点的准固体现象
C:铂量子点的催化作用
D:铝量子点遇空气爆燃
答案: 金量子点的准固体现象
6、 以下哪一种不属于量子点的外延生长方法？
A:离子束刻蚀法
B:MOCVD
C:化学气相沉积法
D:MBE
答案: 离子束刻蚀法
7、 以下量子点制备方法中哪一种最快捷,最便宜？
A:压印方法
B:外延生长方法
C:化学溶胶法
D:自组织生长方法
答案: 化学溶胶法
8、 外延方法制备量子点的特征是___。
A:无序,尺度和形状有波动
B:无序,尺度和形状没有波动
C:有序,尺度没有波动，形状有波动
D:有序,尺度和形状有波动
答案: 有序,尺度和形状有波动
9、 压印方法生长量子点的特征是＿_。
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