Элементы квантовой физики. Физические основы наноэлектроники.

Вариант 1.

1. Наиболее слабой является:

а) ионная связь;

б) ковалентная связь;

в) молекулярная связь;

г) металлическая связь.

2. На рисунке изображен дефект:

а) по Шоттки;

б) примеси;

в) по Френкелю.

3. Разместите дефекты в ряд в порядке возрастания их размеров:

а) объемные, линейные, точечные

б) линейные, точечные, объемные

в) точечные, линейные, объемные

4. Какие из указанных дефектов относятся к точечным?

а) электроны и дырки

б) дислокации и трещины

в) вакансии и атомы в междоузлиях

г) границы зерен и поверхность кристалла

5. В каких из указанных сингоний система координат не является ортогональной

А) кубическая Б) тригональная В) тетрагональная Г) гексагональная

6. Найдите соответствие между телами и температурой плавления.

1) кристаллические тела; а) определенной температуры плавления нет;

2) аморфные тела. б) температуры плавления постоянная.

7. Базис характеризует

А) точечную группу симметрии Б) трансляционную группу В) точечную и трансляционную группу

8. В силу наличия у микрочастиц волновых свойств к ним неприменимо понятие:

1-импульса, 2-энергии, 3-траектории, 4-массы.

А) 3 Б) 1 и 4 В) 2 и 4 Г) 1 и 3 Д) 2

9. Гипотеза Планка состоит в том, что ….

А) Электромагнитные волны излучаются в виде отдельных порций (квантов), энергия которых зависит от частоты
Б) Электромагнитные волны поперечны
В) Нельзя одновременно точно определить значение координаты и импульса
Г) Электромагнитные волны излучаются зарядами движущимися с ускорением
Д) Скорость света постоянна во всех инерциальных системах отсчета

10. Электрон излучает или поглощает квант света:

а) При переходе с любого энергетического уровня на другой

б) Только при своем движении в атоме

в) Только при переходе с одного разрешенного энергетического уровня на другой

г) Только при своем движении в атоме на разрешенном энергетическом уровне

11. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.

А) Б) В) Г) Д)

12. Под квантованием в физике понимается …

А) описание механического состояния частицы с помощью волновой функции
Б) удовлетворение принципу Паули
В) дискретность допустимых для частицы значений энергии, момента импульса, проекций магнитного и собственного
Г) движение частицы, не подчиняющейся законам классической физики
Д) не удовлетворение принципу Паули

13. Ориентация электронных орбиталей атома в пространстве определяется:

А) главным квантовым числом n
Б) главным n и орбитальным квантовыми числами
В) орбитальным квантовым числом
Г) магнитным квантовым числом
Д) магнитным и спиновым квантовыми числами

14. Оцените энергию микрочастицы, если ей соответствует волна де Бройля с частотой

А) Б) В) Г) Д)

15. Какая из формулировок соответствует принципу Паули.

А) Энергетический спектр электронов в квантово-механической системе дискретен

Б) В квантово - механической системе не может быть двух или более электронов, находящихся в состоянии с одинаковым набором квантовых чисел
В) В квантово-механической системе не может быть двух или более электронов, обладающих одинаковым спином
Г) Состояние микрочастицы в квантовой механике задается волновой функцией
Д) Состояние микрочастицы в квантовой механике не может одновременно характеризоваться точными значениями координаты и импульса

16. Зона разрешенных энергий электронов свободна и отстоит от заполненной на 5 эВ. Какому типу твердых тел соответствует эта зонная схема?

А) Диэлектрику Б) Металлу В) Полупроводнику (типа германий, кремний)

Г) Сплаву двух металлов Д) Полупроводнику (типа А В)

17. Волновая функция или функция состояния дает возможность … .

А) получить информацию о значении координат и импульса частицы
Б) описать закон движения частицы
В) предсказать, какие значения всех измеряемых величин будут наблюдаться на опыте и с какой вероятностью
Г) получить информацию о значении энергии и интервале времени, в течение которого частица имеет эту энергию
Д) описать законы термодинамики

18. Как называется энергия, необходимая для удаления электрона из атома:

А) электроотрицательность

Б) потенциал ионизации

В) сродство к электрону

Г) поляризация

19. Что такое уровень Ферми?

А) максимальная энергия электронов в кристалле

Б) средняя энергия электронов в кристалле

В) максимальная энергия электронов в кристалле при 0⁰К

Г) минимальная энергия электронов в кристалле

20. Квантово-размерный эффект:

а) При уменьшении размера наночастиц энергия между энергетическими переходами и энергия квантов излучения увеличивается.

б) При уменьшении размера наночастиц энергия между энергетическими переходами и энергия квантов излучения уменьшается.

в) При увеличении размера наночастиц энергия между энергетическими переходами и энергия квантов излучения увеличивается.

г) При увеличении размера наночастиц энергия между энергетическими переходами и энергия квантов излучения увеличивается.

21. Переход, сопровождающийся поглощением или выделением теплоты. Характеризуется постоянством температуры, изменениями энтропии и объема. Это фазовый переход:

а) первого рода

б) второго рода

22. Выделите примеры фазовых переходов второго рода:

а) плавление

б) переход ферромагнитных веществ (железа, никеля) при определенных давлении и температуре в парамагнитное состояние

в) кристаллизация

г) переход металлов и сплавов при температуре близкой к 0К, в сверхпроводящее состояние, характеризуемое скачкообразным уменьшением электрического сопротивления до нуля

23. При уменьшении размеров частицы:

а) температура ее плавления становится гораздо выше, чем у образцов обычного размера

б) температура ее плавления становится гораздо ниже, чем у образцов обычного размера

в) температура ее плавления сравнима с температурой плавления образцов обычного размера

24. Закон Ома для углеродных нанотрубок:

а) б) в) R₀ =12,9 кОм

25. Какие из указанных структур относятся к (1) проводникам, (2) полупроводникам и (3) диэлектрикам?

Вариант 2.

1. Какой тип связи характерен для полупроводников?

а) ионная связь;

б) ковалентная связь;

в) молекулярная связь;

г) металлическая связь.

2. Какие из указанных дефектов относятся к линейным?

а) электроны и дырки

б) дислокации и трещины

в) вакансии и атомы в междоузлиях

г) границы зерен и поверхность кристалла

3. На рисунке изображен дефект:

а) по Шоттки;

б) примеси;

в) по Френкелю.

4. Какие из указанных дефектов относятся к точечным

а) дефект Шоттки б) краевая дислокация двойник в) атом в междоузлии

5. Если вещество может существовать в разных кристаллических модификациях, то при этом:

а) меняется плотность упаковки и координационное число;

б) меняется плотность упаковки;

в) меняется координационное число;

г) ничего не меняется.

6. Найдите соответствие между веществом и его состоянием.

1) крупинка соли; а) поликристаллическое состояние;

2) смола; б) монокристаллическое состояние;

3) кусочек сахара-рафинада в) аморфное состояние.

7. Что такое фуллерены?

а) длинные углеродные структуры

б) кластеры из более чем 40 атомов углерода, по форме представляющие шароподобные каркасные структуры

в) наночастицы, растворенные в жидкой фазе

г) шарообразные молекулы, содержащие атомы, размером меньше 100 нм

8. Гипотеза Луи де Бройля:

а) Свободное движение частицы с массой m и скоростью υ можно представить как монохроматическую волну.

б) Связанное движение частицы с массой m и скоростью υ можно представить как монохроматическую волну.

в) Свободное движение частицы с массой m и скоростью υ можно представить как волну.

г) Покоящуюся частицу с массой m и скоростью υ=0можно представить как монохроматическую волну.

9. Энергетические уровни, на которых может находиться электрон в атоме, принимают:

а) Дискретные и непрерывные значения

б) Только непрерывные значения

в) Только дискретные значения

г) Любые значения

10. Что выражают соотношения неопределённостей в квантовой механике.

А) Соотношения между погрешностями в определении координаты и импульса частицы
Б) Координаты и импульс микрочастицы
В) Квантовые ограничения применимости классических понятий "координата и импульс" к микрообъектам отсутствуют
Г) Корпускулярные свойства вещества
Д) Квантовые свойства излучения

11. Квантово-механическое описание следует использовать в случае

а) когда длина волны частицы много больше размеров области, в которой она движется

б) когда длина волны частицы соизмерима с размерами пространства, в которой она движется

12. Длина волны де Бройля определяется формулой...

А) Б) В) Г) Д)

13. Состояние электрона в атоме полностью характеризуется...

А) азимутальным квантовым числом
Б) главным n и азимутальным квантовыми числами
В) главным квантовым числом n
Г) четырьмя квантовыми числами
Д) магнитным и спиновым квантовыми числами

14. Какая из перечисленных величин определяет плотность вероятности нахождения микрообъекта в данном месте пространства.

А) Волновая функция Б) Квадрат модуля волновой функции В) Координата Г) Импульс

15. Положение бусинки массы m=1 г определено с погрешностью . Оцените квантово-механическую неопределенность компоненты скорости бусинки.

А) Б) В)
Г) Д)

16. На рисунке схематически представлены энергетические спектры электронов двух кристаллов. К какому типу веществ они могут принадлежать - металлам, полупроводникам или диэлектрикам.

А) 1-диэлекрик, 2 полупроводник
Б) 1- диэлектрик , 2 – металл

В) 1- полупроводник , 2-металл
Г) Оба вещества полупроводники

Д) Оба вещества металлы

17. Квантово-размерный эффект:

18. Квантованность уровней энергии является следствием

а) волновой природы электрона и ограничения области его движения

б) волновой природы электрона

в) ограничения области его движения

19. Где находится уровень Ферми в собственном полупроводнике при 0К?

а) на расстоянии kT от середины запрещенной зоны

б) в валентной зоне

в) в зоне проводимости

г) посередине запрещенной зоны

20. Энергия уровня Ферми зависит

а) только концентрации электронов б) только от температуры в) от концентрации и от температуры.

21. Переход, не связанный с поглощением или выделением теплоты и изменением объема. Характеризуется постоянством объема и энтропии, но скачкообразным изменением теплоемкости. Это фазовый переход:

а) первого рода

б) второго рода

22. Выделите примеры фазовых переходов первого рода:

а) плавление

в) кристаллизация

23. Нанопроволока – это монокристалл, в котором практически отсутствуют дефекты (дислокации). Это приводит к тому, что

а) их прочность значительно ниже, чем у обычных образцов

б) у нанопроволок почти отсутствуют пластические деформации, а предел прочности в десятки раз выше, чем у обычных образцов

в) их прочность сравнима по порядку величины с прочностью обычных образцов

24. Сопротивление нанорезисторов (нанотрубок - квантовых резисторов):

а) б) в) R₀ =12,9 кОм

25. При каком условии электрон с длиной волны 𝜆 сможет туннелировать сквозь потенциальный шириной d?

а) 𝜆 ≪ d

б) 𝜆 ≥ d

в) 𝜆 ≤ d

г) 𝜆 ≫ d

Тема для самостоятельного изучения:

Элементы квантовой физики. Физические основы наноэлектроники.

3.1 Связь электроники и квантовой физики.

3.2 Этапы развития электроники.

3.3 Основные представления квантовой механики.

3.4 Волновые свойства микрочастиц. Длина волны де Бройля. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Волновая функция и уравнение Шредингера.

3.5 Квантовая модель атома. Квантовые числа. Принцип запрета Паули.

3.6 Понятие о потенциальных ямах и барьерах. Простейшие виды низкоразмерных объектов (Квантовая яма, квантовая нить, квантовая точка).

3.7 Микрочастица в прямоугольной потенциальной яме.

3.8 Туннельный эффект.

3.9 Энергетический спектр кристалла. Зонные энергетические диаграммы.

3.10 Квантоворазмерные эффекты.

Литература:

а) основная литература

1. Епифанов, Г. И. Физика твердого тела [Электронный ресурс] : учеб. пособие / Г. И. Епифанов. - Москва : Лань, 2011. - 288 с. : ил. - (Учебники для вузов. Специальная литература). - Режим доступа: ЭБС "Издательство "Лань". - Неогранич. доступ. - Библиогр.: с. 282-283. -ISBN 978-5-8114-1001-9.

http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=2023

2. Матухин, Вадим Леонидович. Физика твердого тела [Электронный ресурс]: учеб. пособие / В. Л. Матухин, В. Л. Ермаков. - Москва : Лань, 2010. - 218 с. : ил. - (Учебники для вузов. Специальная литература). - Режим доступа: ЭБС "Издательство "Лань". - Неогранич. доступ. - ISBN 978-5-8114-0923-5

http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=262

3. Наноэлектроника: теория и практика [Текст] : [учебник] / В. Е. Борисенко [и др.]. - 3-е изд. (эл.). - Москва : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. - 371 с. ; есть. - (Учебник для высшей школы). - Режим доступа: ЭБС "Руконт". - Неогранич. доступ. - ISBN 978-5-9963-2104-9 http://rucont.ru/efd/226435?urlId=L3IMcuvOZwOvW3n7YAzebhGnk64giDIBYoeUsvE5+F3Jzb6+ps4iwChpdv8LqETTXo2M61nEtcv90sFAHxIWfw==

4. Шишкин, Геннадий Георгиевич. Наноэлектроника. Элементы, приборы, устройства [Электронный ресурс]: учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по напр. 210600 "Нанотехнология", 152200 "Наноинженерия", 210100 "Электроника и наноэлектроника" / Г. Г. Шишкин. - 2-е изд. - ЭВК. - М. : Бином. Лаборатория знаний, 2012. - Режим доступа: ЭЧЗ "Библиотех". - Неогранич. доступ. - ISBN 978-5-9963-1443-0

5. Барыбин, А. А.. Электроника и микроэлектроника. Физико-технологические основы [Текст] : [учеб. пособие] / А. А. Барыбин. - Москва : ФИЗМАТЛИТ, 2008. - 426 с. ; нет. - Режим доступа: ЭБС "Руконт". - Неогранич. доступ. - ISBN 978-5-9221-0679-5 http://rucont.ru/efd/152088

б) дополнительная литература

1. Гусев, А. И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии [Текст] / А. И. Гусев . - 2-е изд., испр. - Москва : ФИЗМАТЛИТ, 2009. - 417 с. ; есть. - Режим доступа: ЭБС "Руконт". - Неогранич. доступ. - ISBN 978-5-9221-0582-8 http://rucont.ru/efd/152090

2. Пасынков, Владимир Васильевич. Материалы электронной техники [Текст] : учеб. для студ. вузов, обуч. по спец. электрон. техники / В. В. Пасынков, В. С. Сорокин. - 6-е изд., стер. - СПб. : Лань, 2004. - 368 с. : ил. ; 21 см. - (Учебники для вузов. Специальная литература). - Библиогр.: с. 363.-Предм. указ.: с. 364-365. -ISBN 5-8114-0409-3 (20 экз.)

3. Антипов, Б. Л. Материалы электронной техники: Задачи и вопросы: Учеб. для студ. вузов / Б. Л. Антипов, В. С. Сорокин, В. А. Терехов. - 3-е изд., стер. - СПб. : Лань, 2003. - 208 с. : ил. ; 20 см. - (Учебники для вузов. Специальная литература). - Библиогр.: с. 207. - ISBN 5-8114-0410-7. (10 экз.)

4. Щука, Александр Александрович. Наноэлектроника [Электронный ресурс] : учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по направл. подготовки "Прикл. математика и физика" / А. А. Щука. - 2-е изд. - ЭВК. - М. : Бином. Лаборатория знаний, 2012. - (Нанотехнологии). - Режим доступа: ЭЧЗ "Библиотех". - 15 доступ. - ISBN 978-5-9963-1055-5 (+15 экз.)

5. Рощин, Владимир Михайлович Технология материалов микро-, опто- и наноэлектроники [Электронный ресурс] : учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по напр. подгот. 210100 "Электроника и микроэлектроника" : в 2 ч. / В. М. Рощин. - 2-е изд. - ЭВК. - М. : Бином. Лаборатория знаний. - Режим доступа: ЭЧЗ "Библиотех". - Неогранич. доступ. - ISBN 978-5-94774-913-7. Ч. 2. - 2012. - ISBN 978-5-9963-1471-3

6. Раскин, А. А. Технология материалов микро-, опто- и наноэлектроники. Ч. 1 [Текст]: учеб. пособие / А. А. Раскин , авт. В. К. Прокофьев. - 2-е изд. (эл.). - Москва : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. - 166 с.; есть. - Режим доступа: ЭБС "Руконт". - Неогранич. доступ. - ISBN 978-5-9963-1470-6 (Ч. 1). - ISBN 978-5-94774-913-7

http://rucont.ru/efd/226528?urlId=fk6hc+qwnd6mSpGmPLcFgR1+hXaWg+AJCpjI8JHvPFh4eAh52/JLAfRRGSSblyl5572WBVuCjpLaOUmifYNChQ==

Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 211; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!