전자재료

목차

1. 광기전력의 발생원리를 PN접합 반도체를 예로 들어 설명하라.

2. 접합형 전계 효과 트랜지스터의 구조를 그리고 동작 원리를 설명하라.

3. 반도체의 열전현상 중 지벡효과를 설명하라.

4. 전자사태와 제너항복의 온도의존성은?

5. 박막 형성 방법 중 진공 증착법 과 sputtering법의 개요를 그림을 그려 설명하고 장단점을 비교하라.

6. RF magnetron sputtering법에서 고주파 전원 및 자계를 이용할 경우 유리한 점을 설명하라.

7. 초전도체가 완전 반자성을 갖는 이유를 설명하라.

8. 초전효과 & 압전효과

9. veristor의 동작원리를 ZnO 및 Bi의 합금을 예로 들어 설명하라.

10. magnetron sputtering

11. 세라믹 가스센서의 원리를 SnO를 예를 들어 설명하라.

12. 지르코니아를 이용한 산소가스센서의 기전력 발생원리를 설명하라. (농염전지)

13. 초전도체에 외부자계 B를 인가했을 때 초전도체 내부의 x방향으로의 임의의 한점에서의 자장 B(x)를 구하라. 단, 단위체적당 n개의 초전자가 존재한다.

14. 레이저의 발진원리를 설명하라.

15. 아몰파스의 특성

16. npn접합 트랜지스터의 동작 메커니즘을 에너지 준위도를 그려 설명하라.

본문내용

방출된 빛은 여러 가지 빛이 혼합되어 있기 때문에 파장이나 위상도 일치하지 않는다. 그러므로 넓은 스펙트럼을 갖게 되는데 이것은 incoherent방사라 한다. 이와는 달리 외부양자의 작용에 의해 강요된 에너지를 방출하는 과정이 있다. 흡수할 경우 에너지는 원자가 높은 에너지 준위로 천이함에 따라 없어지지만, 이 경우에는 새로운 에너지가 발생하게 된다. 이와같은 방출을 유도방출이라 한다. 유도방출의 경우 입사된 에너지와 방출된 에너지의 파장이나 위상은 모두 동일하다. 따라서 이때의 방사는 coherent이며 스펙트럼도 좁다. 기저상테에서 여기된 원자가 여기상태에서 비교적 수명이 길므로 E의 원자수보다 E의 원자수가 더 많게 된다. 이와같은 상태를 반전분포 또는 부온도상태 라고 한다. 방출된 에너지 E=hν로서 각주파수의 전자파를 방사하며, 입사된 빛은 증폭된다. 이것이 바로 레이저 발진의 원리이다.
■ 레이저의 특징
레이저는 여러 가지 빛이 혼합되어 있지 않고, 순수한 단일 주파수로 단생성을 가지고, 빛이 퍼지지 않고 일정한 방향으로 직진하는 지향성을 가진다. 또한 레이저는 위상이 균일하기 때문에 약간의 장애물에 부딪히면 곧 간섭을 일으킨다. 그리고 에너지 집중도와 고휘도성을 지닌다.
15. 아몰파스의 특성
물질의 결정구조 즉 원자배열이 제멋대로 흩어져 있는 물질을 아몰퍼스 혹은 비정질이라 한다. 아몰퍼스 물질은 결정과는 달리 단거리 규칙성은 있으나 장거리 규칙성이 없기 때문에 단거리 질서는 단결정 물질과 유사하나 단결정이 갖는 장거리 질서가 없어 독특한 특성을 나타낸다.
먼저, 광범위한 물성상수의 제어로 아몰퍼스 물질은 단결정에 비해 도전율, 투자율, 물질의 금지대 폭등의 전기적 물질 정수를 비롯하여 비중, 경도 등 필요한 물성 상수를 크게 변화할 수 있다. 장거리 질서가 필요없어, 조성원소의 선택성 및 조성비의 범위가 매우 넓고 천연으로 존재하지 않는 물질도 구성하고 있다. 그리고 장거리 질서가 없어 결정입계가 존재하지 않으므로 물질의 대형화 및 대면적화가 가능하며, 높은 기계적 강도를 갖는 물질을 얻을수 있고, 자기 이방성이 없어 고투자율 재료의 개발이 가능하다. 아몰퍼스 물질은 금속에 비해 비저항이 높은데 장거리 질서의 결여가 물질의 결함으로 작용하여 산란 작용이 활발해져 전기 저항을 높인다.
16. npn접합 트랜지스터의 동작 메커니즘을 에너지 준위도를 그려 설명하라.
Veb를 인가하면 n영역의 다수 캐리어인 전자는 p영역으로 이동한다. p영역의 베이스는 전자가 소수캐리어로서 많지 않으므로 전자는 밀도차에 의해 확산되어 베이스 내부를 이동한다. 이 때 전자와 p영역의 다수 캐리어인 정공과 재결합이 발생되어 전자 및 정공이 소멸할 수도 있으나 베이스의 폭이 매우 좁아 대부분의 전자는 소멸되지 않고 베이스와 콜렉터 접합면에 도달한다. 한편 베이스와 콜렉터 접합면에는 역방향 전압이 인간된 상태이지만 에미터에서 베이스로 들어온 전자에 대해서 Vcb는 순방향으로 작용하므로 정공은 이 전계에 의해 가속되어 콜렉터로 drift된다.

키워드

sputtering,   반자성,   압전효과,   초전효과,   ZnO,   제너항복,   농염전지,   트랜지스터