2025年大学大一（材料科学基础）半导体材料性能试题及解析.doc

2025年大学大一（材料科学基础）半导体材料性能试题及解析

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第 I 卷（选择题 共30分）
每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内。(总共6题，每题5分)
1. 半导体材料的导电性能介于（ ）之间。
A. 导体和绝缘体 B. 超导体和导体 C. 超导体和绝缘体 D. 以上都不对
2. 以下哪种材料不属于半导体材料？（ ）
A. 硅 B. 锗 C. 铜 D. 砷化镓
3. 半导体中参与导电的载流子有（ ）。
A. 电子 B. 空穴 C. 电子和空穴 D. 离子
4. 当半导体温度升高时，其导电能力（ ）。
A. 增强 B. 减弱 C. 不变 D. 先增强后减弱
5. 半导体的本征激发是指（ ）。
A. 价电子跃迁到导带成为自由电子 B. 杂质原子提供载流子
C. 电子与空穴复合 D. 以上都不对
6. 半导体中费米能级的位置反映了（ ）。
A. 电子的能量分布 B. 空穴的能量分布
C. 电子和空穴的数量关系 D. 半导体的导电类型

第 II 卷（非选择题 共70分）
7. 简答题：简述半导体材料的主要特性。(10分)
8. 简答题：说明半导体中电子和空穴的产生与复合过程。(15分)
9. 简答题：解释半导体的掺杂效应及其对半导体性能的影响。(15分)
10. 材料分析题：有一块半导体材料，其电阻率随温度变化呈现先下降后上升的趋势。请分析该半导体材料可能的类型及原因。(材料：一块半导体材料，其电阻率随温度变化呈现先下降后上升的趋势。要求分析该半导体材料可能的类型及原因，15分)
11. 论述题：论述半导体材料在现代电子技术中的重要应用及发展前景。(15分)

答案：
1. A
2. C
3. C
4. A
5. A
6. D
7. 半导体材料的主要特性包括：导电性能介于导体和绝缘体之间；具有热敏性，温度升高导电能力增强；具有光敏性，光照可改变其导电性能；具有掺杂性，通过掺杂可显著改变其电学性能等。
8. 半导体中电子和空穴的产生：在一定温度下，价电子获得足够能量挣脱共价键束缚成为自由电子，同时在共价键中留下空穴。电子和空穴的复合：自由电子填补空穴，使电子和空穴成对消失。
9. 半导体的掺杂效应：向纯净半导体中掺入杂质原子。对半导体性能的影响：掺入施主杂质，半导体中电子浓度增加，形成N型半导体，导电能力增强；掺入受主杂质，半导体中空穴浓度增加，形成P型半导体，导电能力增强。
10. 该半导体材料可能是本征半导体。本征半导体在温度较低时，载流子较少，电阻率较大；随着温度升高，本征激发加剧，载流子浓度增加，电阻率下降；当温度继续升高，晶格振动加剧，载流子散射增强，电阻率又上升。
11. 半导体材料在现代电子技术中应用广泛，如制造晶体管、集成电路等。晶体管用于放大和开关电路，集成电路使电子设备小型化、高性能化。发展前景方面，随着技术进步，半导体材料将向更高性能、更小尺寸、更低功耗发展，如开发新型半导体材料、提高集成度等，以满足不断增长的电子技术需求。