功能材料整理

1、概念题：1、结构材料：能承受外加载荷而保持其形状和结构稳定的材料。2、功能材料：具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、 化学和生物学功能及其相互转化的功能，被用于非结构目的的高技术 材料。3、材料的功能显示过程：是指向材料输入某种能量，经过材料的传 输或转换等过程，再作为输出而提供给外部的一种作用。4、功能设计：所谓功能设计，就是赋予材料以一次功能或二次功能 特性的科学方法。5、n型半导体：掺杂V族后自由电子数目大量增加，自由电子导电 成为这种半导体的主要导电方式，称为电子半导体或N型半导体。6、p型半导体：掺杂III后空穴数目大量增加，空穴导电成为这种半 导体的主要导电方式，称为空穴

2、半导体或P型半导体。7、本征激发：半导体中价带上的电子借助于热、电、磁等方式激发 到导带叫本征激发。8、非本征激发：利用将杂质元素掺入纯元素中，把电子从杂质能级 激发到导带或者把电子从价带激发到杂质能级上，从而在价带中产生 空穴的激发叫非本征激发。9、施主能级：半导体中掺入V族元素形成的靠近空导带的杂质能级， 因为该能级是电子的施主，故称为施主能级。10、受主能级：半导体中掺入111族元素形成的靠近满带的杂质能级， 因为该能级是电子受主，故称为施主能级。11、铁电体：是在某温度范围内具有自发极化且极化强度可以因外电 场而反向的晶体。12、介电材料：又称电介质，是以电极化为特征的材料，是电的绝缘

3、 材料。13、正压电效应：没有对称中心的材料受到机械应力处于应变状态时， 材料内部会引起电极化和电场，其值与应力大小成比例。其符号取决 于应力的方向。这种现象称为正压电效应。14、逆压电效应：当材料在电场作用下发生电极化时，则会产生应变， 其应变值与所加电场的强度成正比。其符号取决于电场的方向。此现 象称为逆压电效应。15、传导模式：具有一定频率、一定的偏振状态和传播方向的光波。16、数值孔径：NA二町2 表示光纤接收和传输光的能力。17、阶跃型光纤：由折射率为n1的均匀芯和折射率为n2 (Tc时处于顺电 相，即极化无序状态、TTc时处于铁电相，即极化有序状态，T=Tc 发生相变；D、介电系数

4、不是常数，因为极化的非线性，依赖外加电场。6、简述石英晶体产生压电效应的原因？答：石英晶体不具有中心对称结构。无应变时电荷在平衡位置，内部 电场为零，当有应力作用时，电荷发生位移，结构不再对称，出现净 极化伴随产生电场，即表现出压电效应。7、压电材料的特征值有哪些？答：(1)压电常数eik及压电系数d.k机电耦合系数知弹性模量：介电常数：反应材料的极化性质；介电损耗：8、硅系太阳能电池结构、工作原理？答：结构：半导体P-N结；工作原理：受光照时，PN结中，光生的电 子和空穴在内电场的作用下，空穴往P型区移动，电子往N型区移 动，从而形成从N型区到P型区的电流。然后在PN结中形成电势差， 这就形

5、成了电源。9、太阳能电池分类？答：(1)硅系太阳能电池：多元化合物薄膜太阳能电池：有机薄膜太阳能电池染料敏化太阳能电池10、简述光纤的结构？答：纤芯：高纯度SiO2+掺杂剂如GeO2等，包层：高纯度SiO2+掺杂剂如B2O3，涂覆层：环氧树脂、硅橡胶和尼龙保护套：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。11、简述光纤的特征值以及影响这些特征值的因素？答：传输能耗 Q： Q=10logI1/I2 (dB/km)11入射光强；I2 一出射光强；损耗的机理有吸收损耗、本征散射和波导散射三种。传输带宽：传输带宽是影响信息传输能力的一个重要因素。模式分布和数值孔径12、发光材料的表征？答：（1）颜色特征：不同

6、的发光材料有不同的发光颜色，发光光谱有 三类：宽带、窄带、线谱，且越窄单色性越好，另外发光材料的颜色 在商品上主要用所谓色坐标来表示。（2）发光强度特征用发光效率表征：a.量子效率：发射物质辐射的量子数N发光与激发光源输入的量子 数N吸收b能量效率：发光能量与激发源输入能量之间的比值c光度效率：发光的流明数与激发源输入流明数的比值（3）发光持续时间特征用余辉表征13、LED发光机理？答：发光二极管的实质性结构是半导体PN结。在PN结上加正向电 压时，注入少数载流子，少数载流子的发光复合就是发光二极管的工 作机理。14激光的特点、产生条件？答： 激光特性：（1）方向性：发射方向的空间内能量高度集中，光束的散射角可达到毫弧度（2）单色性：接近单频（3）相干性：干涉性好（4）高亮度：比太阳的亮度可高几十亿倍产生激光的必要条件：（1）实现粒子数反