湖南工业大学科技学院《半导体材料与器件》2023-2024学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页湖南工业大学科技学院

《半导体材料与器件》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、一种新型的复合材料在航空航天领域有潜在应用。为了满足轻量化要求，应重点关注以下哪种性能指标？（）A.强度-重量比B.硬度-重量比C.弹性模量-重量比D.韧性-重量比2、在研究材料的磨损机制时，发现粘着磨损是主要的磨损方式。以下哪种措施可以减少粘着磨损？（）A.提高表面硬度B.改善润滑条件C.选择合适的配对材料D.以上都可以3、在研究金属的塑性变形过程中，发现位错运动对变形起到了关键作用。以下哪种因素会对位错运动产生阻碍？（）A.溶质原子B.第二相粒子C.晶界D.以上均会4、功能陶瓷材料具有多种特殊的功能，如压电陶瓷、热敏陶瓷等。对于压电陶瓷，其主要的功能特点是什么？（）A.能够将压力转化为电能B.电阻随温度变化而显著变化C.具有高的介电常数D.硬度高、耐磨性好5、材料的弹性模量反映了材料抵抗弹性变形的能力。对于同一种材料，在不同的加载方式下，弹性模量是否会发生变化？（）A.会变化B.不会变化C.有时会变化，有时不会变化D.取决于加载速度6、在研究陶瓷材料的电学性能时，发现一种陶瓷具有较高的介电常数。以下哪种陶瓷材料最有可能具有这种特性？（）A.氧化铝陶瓷B.钛酸钡陶瓷C.氮化硅陶瓷D.碳化硅陶瓷7、在陶瓷材料的增韧方法中，引入纤维增强相可以有效提高韧性。以下哪种纤维常用于陶瓷增韧？（）A.碳纤维B.玻璃纤维C.碳化硅纤维D.以上都是8、在分析一种用于柔性显示屏的有机发光材料时，发现其发光效率较低。以下哪种因素最有可能是限制发光效率的关键？（）A.分子结构B.电荷传输性能C.激子复合效率D.以上都是9、对于一种用于海水淡化的膜材料，要提高其水通量和脱盐率，以下哪种方法可能最为有效？（）A.优化膜的表面性质B.调整膜的微观结构C.采用多层复合膜结构D.以上都是10、在高分子材料的聚合反应中，逐步聚合和链式聚合的反应机理不同。逐步聚合通常（）A.反应速度快B.分子量分布窄C.单体转化率高D.以上都是11、在研究磁性材料的磁滞回线时，以下关于磁滞回线特征和应用的描述，正确的是（）A.磁滞回线的面积越大，磁性材料的磁损耗越小B.软磁材料的磁滞回线狭窄C.磁滞回线可以用于评估磁性材料的存储性能D.磁滞回线与磁性材料的居里温度无关12、对于一种形状记忆合金，要提高其形状回复率，以下哪种方法可能有效？（）A.优化成分B.控制训练工艺C.改善热处理条件D.以上都有可能13、对于高分子材料，其性能受到分子量及分子量分布的影响。一般来说，分子量增大，材料的强度通常会（）A.降低B.不变C.先升高后降低D.升高14、对于一种用于半导体制造的光刻胶材料，要提高其分辨率和灵敏度，以下哪种改进措施可能最为有效？（）A.优化化学组成B.控制分子量分布C.改进曝光工艺D.以上都是15、陶瓷材料的热压烧结是一种在高温和压力同时作用下的烧结方法。与普通烧结相比，热压烧结的优点是什么？（）A.烧结温度低、烧结时间短、致密度高B.烧结温度高、烧结时间长、致密度低C.烧结温度和时间与普通烧结相同，但致密度高D.烧结温度低、烧结时间长、致密度低16、对于一种耐磨涂层材料，要提高其与基体的结合强度，以下哪种方法较为有效？（）A.增加涂层厚度B.进行预处理C.优化涂层成分D.以上都可以17、复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料组成，其具有优异的性能，那么复合材料的主要优点有哪些？（）A.强度高、重量轻B.耐腐蚀、耐高温C.可设计性强D.以上都是18、对于陶瓷基复合材料，增强相的种类和含量对性能有重要影响。以下哪种增强相能够显著提高陶瓷基复合材料的韧性？（）A.碳纤维B.碳化硅纤维C.氧化铝纤维D.玻璃纤维19、在电子材料领域，半导体材料的导电性能对器件性能起着关键作用。以下哪种半导体材料的禁带宽度较大？（）A.硅B.锗C.砷化镓D.磷化铟20、在分析材料的摩擦磨损性能时，发现一种材料在特定的摩擦条件下表现出良好的耐磨性。以下哪种因素对其耐磨性的贡献最大？（）A.材料的硬度B.表面粗糙度C.润滑条件D.摩擦副的材料21、在研究材料的热膨胀性能时，发现一种材料在加热过程中线性膨胀系数较大。以下哪种晶体结构的材料通常具有较大的热膨胀系数？（）A.密排六方结构B.体心立方结构C.面心立方结构D.简单立方结构22、在研究金属材料的晶体结构时，面心立方晶格的原子配位数是12，而体心立方晶格的原子配位数是8。以下关于这两种晶格结构特点的描述，正确的是（）A.面心立方晶格的致密度高于体心立方晶格B.体心立方晶格的塑性优于面心立方晶格C.面心立方晶格的硬度大于体心立方晶格D.体心立方晶格的熔点高于面心立方晶格23、在研究金属间化合物的性能时，以下哪种金属间化合物具有良好的高温强度和抗氧化性能？（）A.铝钛化合物B.镍铝化合物C.铁硅化合物D.铜锌化合物24、在高分子材料的热塑性和热固性分类中，以下关于两者特点和应用的描述，正确的是（）A.热塑性高分子材料可以反复加热成型B.热固性高分子材料的强度低于热塑性材料C.热塑性材料通常用于制造耐高温部件D.热固性材料的加工工艺简单25、在研究一种用于高温超导的材料时，发现其临界温度受到多种因素的影响。以下哪种因素对临界温度的提升作用最为显著？（）A.元素替代B.制备工艺优化C.施加高压D.引入缺陷二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）阐述材料的储氢材料的分类（如金属氢化物和配位氢化物）和储氢原理。分析储氢材料的性能评价指标和研究进展，并举例说明在氢能领域的应用。2、（本题5分）论述材料的耐磨涂层技术，如物理气相沉积、化学气相沉积和热喷涂等，解释涂层的结构和性能特点，以及在提高材料耐磨性中的应用。3、（本题5分）阐述新型碳材料（如富勒烯、碳纳米管、石墨烯）的结构和性能特点，分析其应用前景和面临的问题。4、（本题5分）论述材料的热障涂层的作用和要求，分析其失效机制，并说明提高热障涂层性能的途径。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）有一圆柱形的工程塑料棒，底面半径为2厘米，长度为50厘米，工程塑料的密度为1.3克/立方厘米，求棒的质量。2、（本题5分）某种金属材料的线膨胀系数为12×10⁻⁶/℃，将一根长50cm的金属棒从25℃加热到150℃，计算其长度的增加量。3、（本题5分）某种磁性材料的矫顽力为1000Oe，样品的横截面积为2cm²，计算使样品退磁所需的反向磁场强度。4、（本题5分）某半导体材料的能隙为1.5电子伏特，计算其吸收边对应的波长。5、（本题5分）已知一种半导体材料的本征载流子浓度为1×10¹⁰/cm³，施主杂质浓度为1×10¹⁶/cm³，计算多数载流子浓度。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）全面论述金属材料的热处理工艺