《有机电子学》思考题及答案1
《有机电子学》思考题及答案第一章:引言1.如何使高分子材料具有导电性?掺杂高分子的导电机制是什么?必须在碳原子之间存在交替的单-双键(n共轭)结构。
掺杂导体的本质是材料分子中的电子被移出(即氧化)而产生空穴,或者电子被引入(还原)而产生电子, 可在材料介质中沿分子移动,产生导电性。
2.什么是有机材料?所谓有机材料,通常指由碳氢氧氮几种元素以共价键形式构成的分子材料,少数还含有卤素、硫、磷。
有机材料中分子与分子之间主要是通过范德华力、分子间偶极作用等分子间作用力相结合。
3.根据复杂性的不同,请将有机材料分类,并对每类材料做简要说明。
有机*一般分为:小分子、聚合物、生物分子。
小分子相对分子质量小于100聚合物相对分子质量一般在10000以上。
相对分子质量介于小分子和聚合物之间还存在一种大分子有机化合物。
小(大)分子具有明确的分子量,是单一物质。
根据结构特点又可分为:共轭非共轭分子、含金属元素的有机金属配合物、有明确重复单元的寡聚物、星型化合物、树状物。
聚合物也称高分子,是由碳氢氧氮等组成的结构单元为单体,通过多次重复连接而成。
一般为混合物,具有分子量分布。
固、液、气状态的变化一般不明显生物分子是结构最为复杂的有机物。
4.与无机半导体材料相比,简述有机半导体材料的优点。
(1)有机材料在可见光区域有很好的吸收特性,消光系数很大,使得基于这类材料的光检测器以及光伏器件的活性层可以很薄。
因此通过激光产生的能量不必穿过很长的距离就可以被检测或被收集,这就降低了生产工艺中对材料化学及结构完美性的要求。
(2)很多荧光有机染料表现出比其他吸收光谱大大红移的发射光谱。
因此有机电致发光器件可以几乎没有再吸收损失。
又有机材料的折射率低,使电致发光器件避免了无机发光二极管的再吸收和光折射损失的缺点。
(3)有机半导体中的前沿电子饱和,而非晶无机半导体材料中存在大量的空悬键。
因此在无序有机体系中本征缺陷的浓度远远低于非晶无机半导体。
(4)有机材料数量是无限的,材料的光电性质可以通过分子结构剪裁来实现多样化。
(5)有机材料的制备及提纯工艺简单快捷。
(6) —些薄膜制备可以在室温下,通过廉价的溶液方法制备,具有与各种类型基板相容性好的特性。
5.简述有机半导体材料的与无机半导体材料的差异。
(1)结构差异有机半导体是由分子组成,虽然分子内原子间以非常强大的共价键相结合,但分子之间的相互作用却主要是较弱的范德华力。
无及半导体材料有原子组成,原子之间以共价键结合。
通常范德华键结合能比共价键结合能要小一个数量级。
其次,有机材料中分子之间的相互作用弱、能级分立、能带较窄;无机半导体由于原子之间较强的作用,容易形成长程有序结构因而具有较宽的能带和较窄的能隙。
(2)激子差异有机半导体的激子通常产生于分子内 (Frenkel激子)或相邻分子间(CT激子),两种激子中,电子和空穴之间的束缚力较强,激子半径较小,且表现出定域性、扩散长度较短。
无及半导体中的激子常为通过能带之间的跃迁而产生的半径较大、束缚力较弱的Wannier激子。
(3)载流子差异有机半导体的载流子通常定域在分子内,无机**则具有离域化的特点。
因此有机*载*的迁移率普片低于无*。
(4) 一般性物理差异有机*的结构特点决定了他们具有低熔点、高压缩系数、相对柔软、可燃及易溶于有机溶剂的特定。
无机*则坚硬、易碎、处于不利环境相对较稳定等。
有机*柔性及可操作性提供了新的加工方法,且比较容易制备缺陷和杂质浓度都很低的高品质表面及界面。
6.简述有机分子内的主要光电过程,请基于轨道能级画出相应的示意图。
(1)吸收(abs) (2)内转换(IC寿命约为10ps)(3)系间窜越(ISC寿命约为10ps)图P9(4)荧光(FL;寿命在1~10ns间) (5)磷光(Ph;寿命大于100ns) (6)非辐射跃迁8.什么是发光过程,请指出什么是荧光和磷光?基于不同的激发方式,列举几种发光过程。
发光是指材料吸收某种形式的能量而形成激子,再以电磁辐射的形式回到基态的过程。
来自于单线态的激子的光辐射产生荧光,来自于三线态的激子的光辐射产生磷光。
光致发光、阴极发光、电致发光。
9.请指出可见光所在的波长范围。
通常有机材料的光发射波长在可见光区域(380~780nm) 10•请列举基于有机活性材料的几种光电子器件。
有机场效应晶体管、有机太阳能电池。
有机电致发光器件、有机传感器、有机存储器、有机激光器。
第二章:有机材料中的电子结构和过程1.简述固体物质的几种成键方式,并简单解释这些成键方式。
离子键、金属键、共价键、分子键。
离子键指正负离子间的长距离库伦吸引力,以之结合的固体通常熔点较高,易碎、低温下为绝缘体,高温熔融或溶液状态为良导体。
金属键也是指正负电荷通过库伦作用力相结合的成键方式,但负电荷是离域的、可自由移动的自由电子,真电荷粒子为原子核,一般具有导电性好、反射率高、熔点较高、柔性较好等特点。
共价键指的是相邻原子之间公用电子对的成键方式,以之结合的固体一般易碎、熔点较高,本征导电性不高,但掺杂导电性显著提高。
以上三种成键,原子之间以很强的键结合,不存在独立分子。
分子键结合的材料中,原子之间既包括分子内的共价键,又包括分子间的范德华力为主的分子键,其柔性好、熔点低、导电性较Z差^等02. 什么是电子轨道?电子云?原子核外电子的特性通常用电子轨道来描述,它包括电子运动轨道(即电子云形状)和电子能 量(轨道能级)两个重要的内涵。
原子内的电子通常具有波动性,服从测不准原理,即运动的电子没有传统的运动轨道,其行踪 不定以一定的概率在原子核附近空间出现。
电子在原子核周围出现的几率的空间分布称为电子云, 反映了电子可能的运动空间,也称电子轨道形状。
3. 描述碳原子的三种杂化轨道,并指出其空间构型。
Sp 3杂化:一个2s 电子与三个2p 杂化。
空间对称的四面体分布及能量子相同的四个简并轨道, 轨道之间的夹角为109.5度。
Sp 2杂化:一个2s 电子与两个2p 杂化。
空间对称的平面三角形分布,能量相同的三个简并轨 道,夹角为120度。
Sp 杂化:一个2s 电子与一个2p 杂化。
空间对称的直线分布的两个简并轨道,夹角为180度4. 碳原子与周围原子最多可以形成几个共价键?2个碳原子之间最多可以形成几个 键?4个;3个何为饱和键?何为不饱和键?请指出二者的稳定性差异。
当有机分子中含有n 键时,称不饱和键,双键和三键都是不饱和键;相对的,单键称为饱和键。
不饱和键比较活泼,易发生化学反应;饱和键相对稳定。
以金刚石、石墨和富勒烯为例,阐述不同的化学键合方式可导致的材料性质差异。
5. 6. 请解释价电子、T 电子、 n电子和n 电子。
将其轨道能量做大致排序。
(T 价电子:原子相互结合形成共价键, 电子、pi-电子; C 电子:C 键中的电子; n 电子:n 键中的电子;n 电子:孤立电子称之。
能量顺序为:(T < n <n<n两原子间共享的电子称之。
根据形成类别的不同又可分为(T *7.金刚石中,碳原子以sp3杂化轨道形式存在,碳原子在正四面体的sp3轨道上向空间延伸形成大分子。
石墨烯由sp2杂化的碳原子组成每层按共平面的sp2轨道扩展, 相邻C为C键,而2pz轨道重叠成n键,层层间有较强的n -n作用。
球型富勒烯也由sp2杂化碳原子组成,存在n键,由于曲面的要求,sp2轨道不再共平面。
金刚石、石墨和富勒烯都是由纯粹的碳原子构成的。
但原子间的成键方式不同, 导致原子在空间中的取向和堆积不同,也导致不同的材料形状和性质。
金刚石无比坚硬、稳定,是绝缘体;石墨和富勒烯都具有导电性, 具有而富勒烯由于一定的弯曲,其导电性和稳定性都较石墨烯低一些。
8.什么是共轭结构?共轭是有机物中碳原子排列的一种特定形式,即单键和双键交替出现。
(T键将原子结合在起,n键相互重叠形成离域分子轨道。
9.什么是材料的芳香性?有机材料中包括苯环在内的环状平面共轭单元通常称为芳香结构, 具有芳香结构的材料通常认为具有芳香性。
10.简述分子轨道理论很多原子的分子中存在大量电子及原子轨道,简并程度很高,为简化处理多电子系统,将分子中每个原子的电子轨道结合在一起考虑,形成分子中的电子轨道,由此发展为分子轨道理论。
该理论认为:(1.)分子中每个电子的运动是在核和其余电子的平均势场中运动,运动状态可由单电子波函数描述。
(2)分子轨道可用原子轨道的线性组合来描述。
价键轨道的数目必须守恒。
由能量的高低,分子轨道可分为成键轨道和反键轨道。
(3)电子根据最低原理和泡利不相容原理排布在分子轨道上。
(4)不同原子轨道有效组成分子轨道必须满足能量相近、轨道最大重叠和对称性匹配三个条件。
11.简述配位场理论(P42-P43)打印(附)12.概括能带理论的观点(P 43-P45打印(附)13.以HOMO和LUMO为例,画出气态分子、晶体、以及非晶态固体的能级分布。
图P48 -2.1414.请画出示意图,表达同一种分子分别在气态、稀溶液、晶体、非晶体时吸收光谱的情况。
图P48 -2.1515.解释最咼占据能级和最低空置能级,并指出它们与电子亲和能、解离能、导带、及价带的关系最高占据能级:F分子的填充轨道中能量最高的能级,与实验中电子的解离能相等(LP);最低空置能级:分子的空置轨道中能量最低的能级,与实验中电子亲和能相等(EA )。
通常情况下,固体材料中的HOMO和LUMO分别相当于价带顶端和导带底端。
16.请解释两种真空能级,并指出其关联。
(P53附)17.什么是费米能级?请指出金属、半导体和绝缘体的费米能级特点,利用自由电子理论计算的金属费米能级约为多少?(P54附)18.解释名词概念:电子亲和能、解离能、价带、导带、能隙、电荷转移态、功函数、内转换、系间窜越、自旋轨道耦合效应、吸收和发射。
(P49-55 66-68 附)19.以HOMO、LUMO为参考能级,画出基态、第一单线态、三线态的能级示意图, 标明电子自旋状态,指出单线态与相应三线态轨道的个数之比,解释为什么三线态能级比相应的单线态低?(图P 65-2.31 P65附)— - 亠20.什么是电子能级的精细结构?由于分子振动,在每一个电子能级Sn(n>0)和Tn(n>1)上,叠加有一系列振动能级,从而形成电子的精细结构。
21.什么是荧光和磷光?指出其寿命。
(P68附)电子从S1到基态的光辐射跃迁定义为荧光过程,所发出的光为荧光,寿命10-9~10-6秒范围; 电子从T1到基态的光辐射跃迁为磷光过程,所发出的光为磷光,寿命为10 6~20秒范围。
22.什么是Davydov能级分裂?通过二聚体模型说明:为什么用相互垂直的偏振光入射单晶材料得到的吸收光谱,往往可以检测到Davydov能级分裂?(P69-73)23.什么是基激二聚物与基激缔合物?(P76;P78)24.什么是聚变与裂变?请用图示意这两个过程。
大学大二学期有机化学实验思考题答案
大学大二学期有机化学实验思考题答案篇一:大学有机化学二课后题第二章饱和脂肪烃2.1 用系统命名法(如果可能的话,同时用普通命名法)命名下列化合物,并指出(c)和(d) 中各碳原子的级数。
a.CH3(CH2)32)3CH3C(CH3)22CH(CH3)2CH3d.CH3CH2CH2b.HHHHHHHHHHc.CH322CH3)2CH231HH。
CH3CH3e.3H3CH3f.(CH3)4Cg.CH32CH32H52CH2CH3h.(CH3)2CHCH2CH2CH(C2H5)2答案:a. 2,4,4-三甲基-5-正丁基壬烷5-butyl-2,4,4-trimethylnonaneb. 正己烷hexanec. 3,3-二乙基戊烷3,3-diethylpentaned. 3-甲基-5-异丙基辛烷5-isopropyl-3-methyloctanee. 2-甲基丙烷(异丁烷)2-methylpropane (iso-butane)f. 2,2-二甲基丙烷(新戊烷) 2,2-dimethylpropane (neopentane)g. 3-甲基戊烷3-methylpentaneh. 2-甲基-5-乙基庚烷5-ethyl-2-methylheptane2.2 下列各结构式共代表几种化合物?用系统命名法命名。
CH3a.CH32CHCH3CH3d.CH32CHCH3H3CCH3e.CHCH33CH3CH3CHCH2CHCH3CH33f.b.CH3CHCH3CH2CH33CH3CH33CH33CH3CH3c.CH3CH3CH33CH3CH3答案:a =b = d = e为2,3,5-三甲基己烷c = f 为2,3,4,5-四甲基己烷2.3 写出下列各化合物的结构式,假如某个名称违反系统命名原则,予以更正。
a. 3,3-二甲基丁烷b. 2,4-二甲基-5-异丙基壬烷 c. 2,4,5,5-四甲基-4-乙基庚烷 d. 3,4-二甲基-5-乙基癸烷e.2,2,3-三甲基戊烷 f. 2,3-二甲基-2-乙基丁烷g. 2-异丙基-4-甲基己烷h. 4-乙基-5,5-二甲基辛烷答案:a.错,应为2,2-二甲基丁烷b.c.d.e.f.错,应为2,3,3-三甲基戊烷g.错,应为2,3,5-三甲基庚烷h.2.5将下列化合物按沸点由高到低排列(不要查表)。
有机电子学各章知识点总结
非平衡载流子非平衡载流子的注入与复合:用光照使得半导体内部产生非平衡载流子的方法,称为非平衡载流子的光注入。
光注入是=∆N p ∆,在一般情况下,对于n 型半导体,注入的非平衡载流子浓度比平衡时多数载流子浓度低的多,0n n≤≤∆,0n p ≤≤∆ ,满足这种条件的注入称为小注入,0p p ≥≥∆,即使小注入,非平衡少数载流子浓度还是可以比平衡少数载流子浓度大的多,它的影响就显得十分重要了,往往是非平衡少数载流子起着重要作用,通常说的非平衡载流子都是指非平衡少数载流子。
此外,还有非平衡载流子的电注入,即加电压,E FP 和E fn 偏离的大小直接反应半导体偏离热平衡态的程度。
他们偏离越大,说明不平衡程度越显著,两者靠得越远,两者重合时,形成统一费米能级,处于平衡态。
非平衡载流子的寿命:由于相对于非平衡多数载流子。
非平衡少数载流子的影响处于主导决定的地位,因此非平衡载流子寿命常称为少数载流子寿命。
寿命标志着非平衡载流子浓度减小到原值的e 1所经历的时间。
不同的材料寿命很不相同,即使是相同的材料在不同条件下,寿命也可在很大范围内变化。
在小注入条件下,当温度和掺杂一定时,寿命是一个常数,寿命和多数载流子浓度成反比,或者说,半导体电导率越高,寿命越短。
对于窄禁带材料,直接复合是主要的。
准费米能级:当半导体的平衡态遭到破坏而存在非平衡载流子时,可以认为就价带和导带上得电子讲,他们各自基本上处于平衡态,而导带和价带之间处于不平衡状态,因而费米能级和统计分布函数各自仍然是试用的,可以分别引入导带费米能级和价带费米能级,他们都是局部的费米能级,称为准费米能级。
导带和价带的不平衡就体现在他们的准费米能级是不重合的,导带的称为电子准费米能级,价带的称为空穴费米能级。
复合理论:非平衡载流子的复合大致分两种:①直接复合:电子在导带和价带之间的直接跃迁,引起电子和空穴的直接复合。
②间接复合:电子和空穴通过复合中心复合。
有机化学基础知识点有机电子学与有机发光材料
有机化学基础知识点有机电子学与有机发光材料有机化学基础知识点:有机电子学与有机发光材料有机电子学是研究有机材料(由含有碳原子的化合物组成)在电子器件中的应用的学科,旨在开发出性能优异的有机电子器件。
而有机发光材料则是有机电子学领域中的重要组成部分,它是指可以在外界刺激下发出可见光的有机材料。
在本文中,我们将了解有机电子学的基础知识点,并讨论有机发光材料的应用。
一、有机电子学基础知识点1. 有机半导体有机半导体是有机电子学的核心材料之一,它具有导电性能介于导体和绝缘体之间。
有机半导体的导电机制通常与电子在分子间跃迁相关,这与无机半导体的载流子传输机制有所不同。
2. 共轭体系共轭体系指的是由连续的π键构成的体系,常见的有机半导体就是通过共轭体系来传导电子的。
共轭体系的长度和共轭程度影响着有机半导体的电子传输性能和光学性能。
3. 有机导体和有机绝缘体有机导体和有机绝缘体分别指导电性能较好和导电性能较差的有机材料。
有机导体通常含有较多的共轭体系,能够提供载流子的传导路径;而有机绝缘体则在分子结构中缺乏共轭体系,电子很难传导,因此表现出绝缘特性。
4. 有机光电器件有机光电器件利用有机材料的光电转换特性,将光能转化为电能或将电能转化为光能。
常见的有机光电器件包括有机太阳能电池、有机发光二极管(OLED)和有机薄膜晶体管(OTFT)等。
二、有机发光材料的应用1. 有机发光二极管(OLED)OLED是一种基于有机薄膜材料的发光二极管,具有自发光、视角宽、色彩饱和度高等优点。
它可以应用于显示器、照明、手机屏幕等领域。
2. 有机太阳能电池有机太阳能电池利用有机半导体材料将太阳能转化为电能。
相比传统硅基太阳能电池,有机太阳能电池具有制备成本低、柔性适应性强等特点,有望应用于可穿戴设备、智能家居等领域。
3. 有机荧光材料有机荧光材料是一类在外界激发下能够发出荧光的有机物质。
它们具有发光效率高、发光颜色可调等特点,广泛应用于发光二极管、显示技术、生物荧光成像等领域。
有机电子学基础考试试题
有机电子学基础考试试题第一部分:选择题1. 下列哪项不是有机电子学的研究内容?A. 有机半导体材料与器件B. 有机功能材料合成与调控C. 有机化学与物理结构D. 有机农业与生物学2. 以下哪种方法不适合用于有机电子学中有机半导体器件的制备?A. 触控B. 喷墨打印C. 溶液旋转涂覆D. 分子束外延3. 以下哪个参数对于有机半导体器件性能影响最大?A. 晶体结构B. 化学合成方法C. 厚度与掺杂浓度D. 聚合物链的长度4. 有机太阳能电池的工作原理是基于什么现象?A. 反射B. 透射C. 散射D. 光电效应5. 有机发光二极管(OLED)的发光原理是?A. 释放电荷复合产生B. 电子准备态能级跃迁C. 慢激发态退激发D. 能带结构变化产生第二部分:填空题1. 有机半导体的载流子类型包括 _______ 和 _______。
2. 能向有机半导体材料中引入额外的能级来提高载流子的迁移性的方法是 _______。
3. OLED光源相较于传统的LED光源,其优点之一是可以实现_______。
4. 常用的有机半导体合成方法有 _______ 和 _______。
5. 有机太阳能电池中,_______ 是电子从光激发态返回基态的过程。
第三部分:简答题1. 请简要描述有机半导体材料与器件在电子行业中的应用前景。
2. 有机晶体管的工作原理和传统晶体管有何区别?3. 请简要介绍有机半导体器件的制备工艺流程。
4. 有机光电器件相较于无机光电器件有哪些优越性?请以OLED和传统LED为例进行比较。
5. 请简述有机电子学中的两个重要研究方向,并介绍其意义和应用。
第四部分:分析题1. 有机半导体材料的载流子迁移率是影响器件性能的重要参数之一。
请分析有机半导体材料的晶体结构以及分子间相互作用对载流子迁移率的影响,并给出相应的解决方案。
2. 请分析有机光电器件中的界面问题可能导致的效应,并提出解决方案来改善有机光电器件的界面特性。
(0080)《高等有机化学》复习思考题及答案
(0080)《高等有机化学》复习思考题1.1下列化合物是否有极性?若有,请标明偶极矩方向。
1.2下列羰基化合物分别与亚硫酸氢钠溶液加成,哪一个反应速度快?哪一个最慢?为什么?(1)CH 3COCH 2CH 3 (2) HCHO (3)CH 3CH 2CHO1.3.下列各组化合物在KOH 乙醇溶液中脱卤化氢反应哪个快?(1)(2)(3)1.4.试解释亲核加成反应中,ArCH 2COR 的反应活性为何比ArCOR 高。
1.5比较下列各组化合物的酸性强弱,并予以解释。
1) HOCH 2CH 2COOH 和CH 3CH(OH)COOH 2) 对硝基苯甲酸和对羟基苯甲酸3) ClCH 2COOH 、CH 3COOH 、 FCH 2COOH 、CH 2ClCH 2COOH 、CH 3CHClCOOH1.6.比较下列各组化合物的碱性强弱,并从结构上予以解释。
1) CH 3CH 2NH 2 和2) 和3) 和4) 和2.1. 解释下列概念1)构造 2)构型 3)构象 4)极端构象 5)优势构象B r HCH 3Cl Cl CH 3C C CH 3CH 3Cl ClCC B r HO O C H Cl CO O H OH HO O C H ClClClNH 2HO N H 2N H 2O 2N N H 2NH NHN6)构象能 7)区域选择反应 8)区域专一反应 9)内消旋体 10)外消旋体 11)S N 2反应2.2.请将下列化合物命名并指出各对化合物之间的关系是相同的、对映异构的,还是非对映异构?2.3. 请指出下列化合物哪些可以拆分。
2.4.请确认下列用fischer (费歇尔)投影时表示的氨基酸的构型是R 还是S 构型?2.5. 从(S)-2-氯丁烷合成(S)-2-溴丁烷。
3.1试比较下列化合物的酸性强弱,并加以解释:(1)丁酸 丁炔-2-酸 顺丁烯-2-酸(2)对氯苯甲酸与对氟苯甲酸 (3)乙炔 甲烷 环戊二烯 乙烯4.1.预测下面反应在无水AlCl 3催化下的主要产物。
有机电子学各章知识点总结
非平衡载流子非平衡载流子的注入与复合:用光照使得半导体内部产生非平衡载流子的方法,称为非平衡载流子的光注入。
光注入是=∆N p ∆,在一般情况下,对于n 型半导体,注入的非平衡载流子浓度比平衡时多数载流子浓度低的多,0n n≤≤∆,0n p ≤≤∆ ,满足这种条件的注入称为小注入,0p p ≥≥∆,即使小注入,非平衡少数载流子浓度还是可以比平衡少数载流子浓度大的多,它的影响就显得十分重要了,往往是非平衡少数载流子起着重要作用,通常说的非平衡载流子都是指非平衡少数载流子。
此外,还有非平衡载流子的电注入,即加电压,E FP 和E fn 偏离的大小直接反应半导体偏离热平衡态的程度。
他们偏离越大,说明不平衡程度越显著,两者靠得越远,两者重合时,形成统一费米能级,处于平衡态。
非平衡载流子的寿命:由于相对于非平衡多数载流子。
非平衡少数载流子的影响处于主导决定的地位,因此非平衡载流子寿命常称为少数载流子寿命。
寿命标志着非平衡载流子浓度减小到原值的e 1所经历的时间。
不同的材料寿命很不相同,即使是相同的材料在不同条件下,寿命也可在很大范围内变化。
在小注入条件下,当温度和掺杂一定时,寿命是一个常数,寿命和多数载流子浓度成反比,或者说,半导体电导率越高,寿命越短。
对于窄禁带材料,直接复合是主要的。
准费米能级:当半导体的平衡态遭到破坏而存在非平衡载流子时,可以认为就价带和导带上得电子讲,他们各自基本上处于平衡态,而导带和价带之间处于不平衡状态,因而费米能级和统计分布函数各自仍然是试用的,可以分别引入导带费米能级和价带费米能级,他们都是局部的费米能级,称为准费米能级。
导带和价带的不平衡就体现在他们的准费米能级是不重合的,导带的称为电子准费米能级,价带的称为空穴费米能级。
复合理论:非平衡载流子的复合大致分两种:①直接复合:电子在导带和价带之间的直接跃迁,引起电子和空穴的直接复合。
②间接复合:电子和空穴通过复合中心复合。
材料表征方法思考题答案
第一章XRD1.X射线的定义、性质、连续X射线和特征X射线的产生、特点。
答:X射线定义:高速运动的粒子与某种物质相撞击后猝然减速,且与该物质中的内层电子相互作用而产生的。
性质:看不见;能使气体电离,使照相底片感光,具有很强的穿透能力,还能使物质发出荧光;在磁场和电场中都不发生偏转;当穿过物体时只有部分被散射;能杀伤生物细胞。
连续X射线产生:经典物理学解释——由于极大数量的电子射到阳极上的时间和条件不相同,因而得到的电磁波将具有连续的各种波长,形成连续X射线谱。
量子力学解释——大量的电子在到达靶面的时间、条件均不同,而且还有多次碰撞,因而产生不同能量不同强度的光子序列,即形成连续谱。
特点:强度随波长连续变化特征X射线产生:当管电压达到或高于某一临界值时,阴极发出的电子在电场的加速下,可以将物质原子深层的电子击到能量较高的外部壳层或击出原子外,使原子电离。
此时的原子处于激发态。
处于激发态的原子有自发回到激发态的倾向,此时外层电子将填充内层空位,相应伴随着原子能量降低。
原子从高能态变为低能态时,多出的能量以X射线的形式释放出来。
因物质一定,原子结构一定,两特定能级间的能级差一定,故辐射出波长一定的特征X射线。
特点:仅在特定的波长处有特别强的强度峰。
2.X射线与物质的相互作用答:X射线与物质的相互作用,如图所示一束X射线通过物体后,其强度因散射和吸收而被衰减,并且吸收是造成强度衰减的主要原因。
散射分为两部分,即相干散射和不相干散射。
当X射线照射到物质的某个晶面时可以产生反射线,当反射线与X射线的频率、位相一致时,在相同反射方向上的各个反射波相互干涉,产生相干散射;当X射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后,产生波长比入射X射线波长长的X射线,且波长随着散射方向的不同而改变,这种现象称为不相干散射。
其中相干散射是X射线在晶体中产生衍射现象的基础。
物质对X射线的吸收是指X射线通过物质时,光子的能量变成了其它形式的能量,即产生了光电子、俄歇电子和荧光X射线。
11章实验思考题解答
《电路与电子学实验》思考题解答实验一 叠加定理的验证1.在叠加定理实验中,1U 和2U 单独作用应如何操作?可否直接将不作用的电源(1U 或2U )短接置零?答:1U 单独作用时,应将电源2U 关闭(或移除),然后再将电压源2U 的位置上用导线短接;2U 单独作用时,应将电源1U 关闭(或移除),然后再将电压源1U 的位置上用导线短接。
不能直接将不作用的电源短接置零。
2.实验电路中,若有一个电阻改为二极管,试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗?为什么?答:不成立。
二极管是非线性元件,叠加原理适用于线性电路,不适用于非线性电路。
3.电阻所消耗的功率能否用叠加原理计算得出?试用实验数据进行计算并得出结论。
答:不能。
实验二 戴维南定理的验证1.根据戴维南定理,求出图11.2.3(a )所示电路中单口网络(虚线所框部分)的开路电压U oc 、等效电阻R o 以及短路电流I sc ,并与实验所测值进行比较,分析误差产生的原因。
答:3411324()O C R R U U R R R R =-++24112341234()////SC R R U I R R R R R R R R =-+++1324////O R R R R R =+或SCOC O I U R =2.若如图11.2.3(a )所示电路中的单口网络(虚线所框部分)含有二极管时,戴维南定理还成立吗?为什么?答:不成立,戴维南定理不适用于非线性单口网路。
3.比较几种测量有源线性单口网络等效内阻的方法,分析其优缺点。
答:(1)开路电压-短路电流法。
在线性有源二端网络输出端开路时,用电压表直接测其输出端的开路电压U oc ,然后再将其输出端短路,测其短路电流I sc ,且内阻为:R o =U o /I sc 。
该方法不宜测量等效电阻很低的有源线性单口网络。
(2)直接测量法。
将被测线性有源网络内的所有独立源置零,然后用万用表的欧姆档去测负载开路后a 、b 两点间的电阻值,此值即为被测网络的等效电阻R o 。
集成电路设计学习思考题参考答案
集成电路设计学习思考题参考答案集成电路设计学习思考题参考答案参考答案⼀、概念题:1、微电⼦学:主要是研究电⼦或离⼦在固体材料中的运动规律及应⽤,并利⽤它实现信号处理功能的科学,是电⼦学的分⽀,其⽬的是实现电路和系统的集成,这种集成的电路和系统⼜称为集成电路和集成系统。
2、集成电路:(Integrated Circuit,缩写为IC)是指通过⼀系列特定的加⼯⼯艺,将多个晶体管、⼆极管等有源器件和电阻、电容器等⽆源器件,按照⼀定的电路连接集成在⼀块半导体单晶⽚(如硅或GaAs等)或者说陶瓷等基⽚上,作为⼀个不可分割的整体执⾏某⼀特定功能的电路组件。
3、综合:从设计的⾼层次向低层次转换的过程,它是在给定了电路应实现的功能和实现此电路的约速条件(如速度、功耗、成本、电路类型等),找到满⾜上述要求的⽬标结构的过程。
如果是靠⼈⼯完成,通常简单地称之为设计;⽽依靠EDA ⼯具⾃动⽣成,则称之为综合。
4、模拟验证:指对实际系统加以抽象,提取其模型,输⼊计算机,然后将外部激励信号施加于此模型,通过观察模型在激励信号作⽤下的反应,判断该系统是否实现预期的功能。
5、计算机辅助测试(CAT)技术:把测试向量作为测试输⼊激励,利⽤故障模拟器,计算测试向量的故障覆盖率,并根据获得的故障辞典进⾏故障定位的技术。
6、图形转换技术:是指将掩膜板上设计好的图形转移到硅⽚上的技术,包括光刻与刻蚀技术。
7、薄膜制备技术:指通过⼀定的⼯序,在衬底表⾯⽣产成⼀层薄膜的技术,此薄膜可以是作为后序加⼯的选择性的保护膜,作为电绝缘的绝缘膜,器件制作区的外延层,起电⽓连接作⽤的⾦属膜等。
8、掺杂:是指将需要的杂质掺⼊特定的半导体区域中以达到改变半导体电学性质,形成PN结、电阻、欧姆接触等各种结构的⽬的。
9、系统功能设计:是最⾼⼀级的设计,主要是指根据所设计系统的要求(包括芯⽚的功能、性能、尺⼨、功耗等),进⾏功能划分和数据流、控制流的设计,完成功能设计。
最新有机化学-华东理工大学第二版思考题答案
有机化学 华东理工大学第二版第一章 绪论思考题1-1:请区别下列化合物是无机物还是有机物 NaHCO 3 金刚石 CaC 2 淀粉 棉花 淀粉和棉花是有机物思考题1-2 指出下列化合物所含官能团的名称和所属类别:(1)CH 3-CH 2-NH 2 (2)CH 3-CH 2-SH (3)CH 3-CH 2-COOH (4)CH 3-CH 2-CH 2-Cl (5)CH 3COCH 3 (6)C 6H 5NO 2开链化合物:1-5;芳香环类:6官能团:氨基、巯基、羧基、卤素、羰基、硝基思考题1-3 写出下列化合物的Lewis 结构式并判断是否符合八隅规则 A 氨 B 水 C 乙烷 D 乙醇 E 硼烷(BH 3)N HHHC HHHC HH HB HH硼烷不符合八隅规则思考题1- 4 比较下列化合物中的C-H 与C-C 键长 A 乙烷 B 乙烯 C 乙炔C-H 键长次序:A > B > C ;C-C 键长次序:A > B > C思考题1-5:请写出下列化合物Lewis 结构式,并指出形式电荷甲烷 H 3N —BH 3 [H 2CNH 2]+ (CH 3)2O —BF 3 [CH 3OH 2]+ N H HOH 3CH 3CC HH HB HHH CH HNHHB H HC HHH OHH思考题1-6:请写出下列化合物共振共振结构式N HOOOHNHO思考题1-7:请写出下列化合物共振结构式,并比较稳定性大小和主要共振式。
A[CH 3OCH 2]+BH 2C=CH —CH 2+CH 2C=CH —NO 2H 2C —CH=CH 2C H HOCHHC HH CH次要共振式主要共振式A BH 2C=CH —CH 2++主要共振式主要共振式CH 2CH CNO OH 2CH C NO OH 2CH CNO O主要共振式主要共振式次要共振式思考题1-8:请解释下列异构体沸点差异。
CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3CH 32CH 3CH 3CH 33CH 33沸点36℃28℃10℃分子的形状越是接近球状,表面积越是小,导致分子间作用力减小。
