物理电子学专业面试试题福大

2012年物理电子学专业研究生面试试题

一、自我介绍（每个考生都要求）

二、面试题

第一套：

1、请画出PN结的伏安特性曲线

2、届时波粒二象性

3、你觉得你的特长在哪里？假如让你独立做一个课题，你觉得应该如何入手？

4、你对什么类型的研究感兴趣（应用型还是基础型）？想从研究生阶段学到什么？

Answer:

1

2波粒二象性（wave-particle duality）是指某物质同时具备波的特质及粒子的特质。波粒二象性是量子力学中的一个重要概念。在经典力学中，研究对象总是被明确区分为两类：波和粒子。前者的典型例子是光，后者则组成了我们常说的“物质”。1905年，爱因斯坦提出了光电效应的光量子解释，人们开始意识到光波同时具有波和粒子的双重性质。1924年，德布罗意提出“物质波”假说，认为和光一样，一切物质都具有波粒二象性。根据这一假说，电子也会具有干涉和衍射等波动现象，这被后来的电子衍射试验所证实。

第二套：

1、LED（发光二极管）和LD（激光二极管）的主要区别

2、解释库伦定律

3、你觉得你的特长在哪里？假如让你独立做一个课题，你觉得应该如何入手？

4、你对什么类型的研究感兴趣（应用型还是基础型）？想从研究生阶段学到什么？

Answer:

1发光二极管发出的光的波长有一定的范围，是所谓谱带，其中红色光最强、就是发红光的二极管，绿色光最强、就是发绿光的二极管；但是如果发出的光的波长不在可见光范围，那就是另外一回事了。

激光二极管是在发光二极管的基础上，在内部加了一个光学谐振腔，发出的光是单色光（一个波长的光），强度大，方向性好。

具体（发光二极管（light emitting diode，LED），是利用正向偏置PN结中电子与空穴的辐射复合发光的，是自发辐射发光，不需要较高的注入电流产生粒子数反转分布，也不需要光学谐振腔，发射的是非相干光。

半导体激光器，也称激光二极管（Laser Diode，LD），是一种光学振荡器。

产生激光要满足以下条件：

一、粒子数反转；

二、要有谐振腔，能起到光反馈作用，形成激光振荡；形成形式多样，最简单的是法布里——帕罗谐振腔。

三、产生激光还必须满足阈值条件，也就是增益要大于总的损耗。

）

2库仑定律：是电磁场理论的基本定律之一。真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比，和它们距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线，同名电荷相斥，异名电荷相吸。公式：F=k*(q1*q2)/r^2 。

第三套：

1、简述三极管的结构

2、解释费米能级

3、你觉得你的特长在哪里？假如让你独立做一个课题，你觉得应该如何入手？

4、你对什么类型的研究感兴趣（应用型还是基础型）？想从研究生阶段学到什么？

Answer:

1结构

图3-1是NPN型三极管结构示意图。三极管由三块半导体构成，对于NPN型三极管而言，由两块N型和一块P3型半导体组成，P型半导体在中间，两块N型半导体在两侧，各半导体所引出的电极名称如图3-1所示。

在P型和N型半导体的交界面处形成两个PN结，这个PN结与前面介绍的二极管PN 结具有相似的特性。

2.就一个由费米子组成的微观体系而言，每个费米子都处在各自的量子能态上。现在假想把所有的费米子从这些量子态上移开。之后再把这些费米子按照一定的规则（例如泡利原理等）填充在各个可供占据的量子能态上，并且这种填充过程中每个费米子都占据最低的可供占据的量子态。最后一个费米子占据着的量子态即可粗略理解为费米能级。虽然严格来说，费米能等于费米子系统在趋于绝对零度时的化学势；但是在半导体物理和电子学领域中，费米能级则经常被当做电子或空穴化学势的代名词。一般来说，“费米能级"这个术语所代表的含义可以从上下语境中判断。

费米子可以是电子、质子、中子（自旋为半整数的粒子）

对于金属，绝对零度下，电子占据的最高能级就是费米能级。

费米能级的物理意义是，该能级上的一个状态被电子占据的几率是1/2。

费米能级在半导体物理中是个很重要的物理参数，只要知道了它的数值，在一定温度下，电子在各量子态上的统计分布就完全确定了。它和温度，半导体材料的导电类型，杂质的含量以及能量零点的选取有关。

n型半导体费米能级靠近导带边，过高掺杂会进入导带。 p型半导体费米能级靠近价带边，过高掺杂会进入价带。

将半导体中大量电子的集体看成一个热力学系统，可以证明处于热平衡状态下的电子系统有统一的费米能级。

第四套：

1、什么是电荷的量子性？基本电荷是什么？

2、什么是本征半导体，其导电性如何？

3、你觉得你的特长在哪里？假如让你独立做一个课题，你觉得应该如何入手？

4、你对什么类型的研究感兴趣（应用型还是基础型）？想从研究生阶段学到什么？

Answer：

1物质带电的多少用电荷量来描述。实验发现，一个质子具有最小的电荷量，其电荷量称为元电荷e.一切物质所带的电荷量只能是最小单元e的整数倍，物质的电荷量是分立的，不连续的，这一性质称为电荷的量子性。

又称“基本电量”或“元电荷”。在各种带电微粒中，电子电荷量的大小是最小的，人们把最小电荷叫做元电荷，也是物理学的基本常数之一，常用符号e表示。基本电荷e=1.6021892×10^-19库仑，（通常取e=1.6×10^-19C）。是一个电子或一个质子所带的电荷量。任何带电体所带电荷都是e的整数倍或者等于e。

2本征半导体[1]（intrinsic semiconductor)）

完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体称为本征半导体。实际半导体不能绝对地纯净，本征半导体一般是指导电主要由材料的本征激发决定的纯净半导体。更通俗地讲，完全纯净的半导体称为本征半导体或I型半导体。硅和锗都是四价元素，其原子核最外层有四个价电子。它们都是由同一种原子构成的“单晶体”，属于本征半导体。

其导电性：在绝对零度温度下，半导体的价带（valence band）是满带（见能带理论），受到光电注入或热激发后，价带中的部分电子会越过禁带（forbidden band/band gap）进入能量较高的空带，空带中存在电子后成为导带（conduction band），价带中缺少一个电子