材料物理复习资料

第一章

1. PN型半导体

多数载流子是电子的半导体是N型半导体；多数载流子是空穴的半导体是P型半导体。

2. 浅杂质能级，深杂质能级

掺杂杂质能级距导带或价带比较近，这类能级为浅杂质能级；杂质能级距离导带和价带比较远，这类能级为深杂质能级。

3. 半导体中费米能级的位置

⑴对于本证半导体而言，绝对温度下的费米能级

位于禁带中央，随着温度的升高，费米能级逐渐增加。

⑵对于掺杂半导体而言，① n型半导体的E f位于

禁带的上半部，掺杂浓度越高，E f便越高，导带中的

电子越多；并且随温度的升高，E f逐渐趋向于禁带的

中间，在高温时达到本证，即E f=E i。②P型半导体的

E f位于禁带的下半部，掺杂浓度越高，E f便越低，

价带中的空穴越多；并且随温度的升高，E f逐渐从价

带方向趋向于禁带的中间，在高温时达到本证，即E f=E i。

4. 激子的概念

如果光子的能量小于禁带宽度，价带上的电子吸收了光子能量以后不足以跃迁至导带，但是，这个离开价带上的带负电的电子可以同留在价带上的带正电的空穴形成一个较弱的束缚态，这个由电子-空穴对组成的束缚态称为激子。

5. 半导体的电阻率和温度的关系

本征半导体：由于没有电离杂质的散射作用，载流子浓度仅由本征激发所决定。温度升高时，本征激发急剧增加，载流子浓度也迅速增加。因此，本征半导体的电阻率随温度的升高而单调下降。

杂质半导体：

AB段：杂质电离随温度升高而增加，散射

较弱,，电阻率随温度升高而降低。

BC段：杂质电离完成，本征激发较少，载

流子浓度不随温度变化，散射随温度增加而

增加，电阻率随温度升高而增加。

C点后：本征激发强烈，载流子浓度随温度

升高而增加，浓度成了控制电阻率的主要因

素，随温度升高而降低。

6. 光吸收

本征吸收、激子吸收、杂质吸收、自由载流子吸收、声子吸收

第二章

1. 光纤的性能参数及其作用

①相对折射率差：表征光被约束在光纤中的难易程度。越大，越容易将传播光束约束在纤芯中。

②受光角：把允许的最大入射角的2倍称为受光角。

③数值孔径：相应于临界角的入射角反映了光纤集光能力的大小，通常被称为孔径角.数值孔径与孔径角的大小相关。NA表示光纤接收和传输光的能力，NA(或θc)越大，光纤接收光的能力越强，从光源到光纤的耦合效率越高。NA越大，纤芯对光能量的束缚越强，光纤抗弯曲性能越好；但NA越大，经光纤传输后产生的信号畸变越大，因而限制了信息传输容量。所以要根据实际使用场合，选择适当的NA。

④折射率分布函数：

⑤归一化频率：与参数（△、n1、a有关）

⑥截止波长：当V<2.405时，只有一种模式，即基模通过光纤芯传输，称单模光纤。当V>2.405时，假如光源波长减小得足够小时，单模光纤将变成多模光纤，高阶模也将在光纤中传输。因此光纤变成单模的截止波长 c。

2. 光纤的损耗

1. 吸收损耗

(1) 本征吸收：本征吸收来自基质材料电子跃迁和分子振动产生的吸收。

(2) 杂质吸收：杂质吸收是由于材料不纯造成的。

2. 散射损耗：

(1)光波导散射：原料中的杂质、光纤拉制过程中产生的气泡、粗细不均匀、纤芯与包层间界面不平滑等都会引起散射。

(2)瑞利散射：瑞利散射是光纤材料在固化时局部密度起伏造成折射率不均匀而产生的。

瑞利散射损耗和本征吸收损耗是光纤的固有损耗，决定着光纤损耗的最低理论极限。

3. 光纤的色散，如果设计避免色散

多模色散：又称模式色散，只存在于多模光纤中。

材料色散（DM）：由于光纤材料折射率随入射光频率不同而变化，产生色散

波导色散（DW）：传输模的群速度对光的波长不是常数，同时光源又有一定色散现象。

在略高于ZMD点的附近，可以找到某波长，该波长处材料色散同波导色散相抵消，总色散为零，称为光纤零色散点。

第三章

1. 荧光和磷光

根据余晖时间来判断荧光、磷光。

2. 液晶的分类，细分

根据液晶形成的条件和组成，可以将液晶分为热致液晶和溶致液晶两大类。热致液晶的液晶相是由温度变化引起的；溶致液晶是由符合一定结构要求的化合物与溶剂组成的体系，其液晶相与温度和组成有关。

按液晶分子的形状分，棒状分子液晶、板状分子液晶、碗状分子液晶。

热致液晶又可分为向列相、胆淄相、近晶相。

3. PDP发光原理

光致发光，其发光原理与荧光灯相同。由于放电效应，电子和水银处于等离子体状态。在两者碰撞时，水银被激发到高能量状态，当它从高能量状态恢复到低能量状态时，将发出紫外线。接着，紫外线激发管内壁上的荧光体，荧光体回到基态时可以发射出可见光。

与荧光灯的不同：放电气体主要是Xe；发光面积小；放电电极间隔小；R\G\B空间分离；可以认为它是将RGB发光的许多微小荧光灯排列在平面制成的。

4. 液晶的参数

相变温度：向列相液晶相变温度指晶体转变向列相温度和向列相转变各向同性液态温度

粘度：与液晶响应速度关系密切，粘度大小与温度有关，温度降低，黏度增加很快。具有各向异性。

介电常数：决定液晶分子在电场中的行为∆ε>0为正性(p型液晶)；<0为负性(n型液晶) 取向的自由能F e=-1/2ε0∆ε(n·E)2

折射率：向列液晶和层列液晶，∆ｎ>0；胆甾液晶，∆ｎ<0。

弹性常数：在向列液晶情况下，分子沿着指向矢方向平衡，不产生形变恢复力。但破坏分子取向有序时，出现指向矢空间不均匀，使体系自由能增加，产生指向矢形变恢复能