VIII. Перелік контрольних питань, які виносяться на засвоєння навчальної програми

Теоретичні питання для підготовки до модульного контролю 1.

1. Класифікація матеріалів електронної техніки.

2. Електронна будова атомів. Хвильова функція. Рівняння Шредінгера.

3. Квантові числа, як характеристики стану електрона в атомі.

4. Розподіл електронів по орбіталям. Принцип Паулі та правило Хунда.

5. Періодичний закон і Періодична система елементів Менделєєва.

6. Прості метали в Періодичній системі. Області застосування.

7. Перехідні метали в Періодичній системі. Області застосування.

8. Ковалентний зв'язок.

9. Іонний зв'язок. Поняття електронегативності атома.

10. Металевий зв'язок.

11. Природа молекулярного зв'язку (зв'язку Ван-дер-Ваальса).

12. Кристалічна будова речовини. Далекий і ближній порядок. Поняття кристалічної решітки.

13. Загальні представлення про аморфні речовини. Склоподібні матеріали.

14. Поліморфізм.

15. Загальні поняття про типи дефектів. Точкові дефекти: вакансія, дефект Шоткі, дефект Френкеля.

16. Розщеплення енергетичних рівнів. Енергетичні зони.

17. Розподіл електронів. Валентна зона, зона провідності, заборонена зона.

18. Енергетичні відмінності провідників, напівпровідників і діелектриків.

19. Висновки зонної теорії.

20. Питомий електричний опір. Поняття рухливості носія заряду. Питома електропровідність.

21. Види взаємодії акустичних хвиль. Акустоелектронний і акустооптичний ефекти.

22. Теплопровідність матеріалів. Закон Фур'є. Закон Відемана-Франца.

23. Теплове розширення тіл.

24. Механічні властивості матеріалів: пружність, міцність, пластичність, крихкість. Пластична і пружня деформація.

25. Криві «напруженість-деформація» для металів та напівпровідників. Основні види руйнування.

26. Твердість. Мікротвердість.

27. Основні термодинамічні поняття.

28. Типи фаз у твердому стані.

29. Фазові рівноваги. Правило фаз Ґіббса. Варіантність системи.

30. Фазові перетворення 1-го роду. Фазові перетворення ІІ-го роду. Рівноважний і метастабільні стани.

31. Фазові перетворення однокомпонентних систем.

32. Методи побудови діаграми стану. Принцип неперервності. Принцип відповідності.

33. Т-Х діаграми фазових рівноваг двокомпонентних систем з необмеженою розчинністю компонентів.

34. Діаграми «склад-властивість». Правило Вегарда.

35. Т-Х діаграми фазових рівноваг подвійних систем з обмеженою розчинністю компонентів (з евтектичним перетворенням).

36. Т-Х діаграми фазових рівноваг подвійних систем з обмеженою розчинністю компонентів (з перитектичним перетворенням).

37. Основні відомості для побудови діаграм стану трьохкомпонентних систем. Концентраційний трикутник.

38. Потрійні діаграми стану з необмеженою розчинністю компонентів.

39. Ізотермічний та політермічний розрізи.

40. Потрійні діаграми стану з потрійною евтевтикою.

Теоретичні питання для підготовки до модульного контролю 2.

1. Фізична природа електропровідності металів. Експериментальні закони й електронна теорія електропровідності металів. Закон Ома. Закон Відемана-Франца.

2. Класична і квантова статистики електронів у металі. Функція Фермі. Рівень Фермі.

3. Температурна залежність питомого опору металевих провідників. Довжина вільного пробігу електронів. Температура Дебая.

4. Температурна залежність питомого опору металевих провідників. Закон Блоха-Грюнайзена. Температурний коефіцієнт питомого опору.

5. Вплив домішок, структурних дефектів та інших чинників на питомий опір металів.

6. Правило Маттіссена. Поняття залишкового опору. Розсіяння на домішках.

7. Електричні властивості металевих сплавів. Закон Нордґейма.

8. Опір провідників на високих частотах. Скін-ефект. Глибина проникнення поля у провідник.

9. Опір тонких металевих плівок. Розмірні ефекти. Питомий поверхневий опір.

10. Залежності питомого опору і температурного коефіцієнту питомого опору тонкої металевої плівки від її товщини. Острівкова структура.

11. Контактні явища. Енергетична діаграма контакту двох металів. Контактна різниця потенціалів.

12. Термопара. Ефект Зеєбека. Абсолютна і відносна питома термоелектрорушійна сила.

13. Класифікація провідникових матеріалів за складом, властивостями і призначенням.

14. Група матеріалів високої провідності. Мідь. Переваги міді як провідникового матеріалу. Одержання міді. Марки і спеціальні сорти міді. Властивості міді. Застосування міді.

15. Група матеріалів високої провідності. Алюміній. Порівняння властивостей алюмінію та міді. Марки алюмінію. Залежність фізичних властивостей алюмінію від температури. Поверхня алюмінію. Застосування алюмінію.

16. Явище надпровідності. Фізична природа надпровідності. Обмінна фононна взаємодія.

17. Надпровідні матеріали. Основні властивості надпровідних сплавів. Застосування надпровідників.

18. Сплави високого опору – манганін, константан і ніхроми, їх властивості і застосування.

19. Сплави для термопар – копель, хромель, алюмель і платинородій. Використання термопар.

20. Метали різного призначення. Властивості і застосування тугоплавких металів. Вольфрам і молібден.

21. Метали різного призначення. Властивості і застосування тугоплавких металів. Тантал, ніобій, хром і реній. Сплави тугоплавких металів.

22. Метали різного призначення. Властивості і застосування благородних металів.

23. Метали із середнім значенням температури плавлення – залізо, нікель і кобальт.

24. Спеціальні сплави – припої. Групи припоїв. Флюси.

25. Неметалеві провідні матеріали. Вуглецеві матеріали. Композиційні провідні матеріали.

26. Контактоли і кермети. Провідні матеріали на основі окислів.

Теоретичні питання для підготовки до модульного контролю 3.

1. Поняття про власні та домішкові напівпровідники. Положення рівня Фермі у власних та домішкових напівпровідниках. Енергетичні діаграми.

2. Донорні й акцепторні домішки. Основні й неосновні носії заряду. Співвідношення "діючих мас" для носіїв заряду.

3. Елементи статистики електронів. Енергія іонізації домішок. Область збіднення домішок. Вироджений і невироджений напівпровідник.

4. Механізми розсіяння у напівпровідниках. Рухливості носіїв заряду в напівпровідниках.

5. Температурна залежність концентрації носіїв заряду і питомої провідності напівпровідників.

6. Поглинання світла. Закон Бугера-Ламберта.

7. Механізми оптичного поглинання у напівпровідниках. Власне, екситонне і домішкове поглинання.

8. Явища люмінесценції у напівпровідниках. Основні види люмінесценції.

9. Фотолюмінесценція. Закон Стокса-Ломмеля. Електролюмінесценція. Ефект Дестріо.

10. Поняття і природа фотопровідності. Релаксація фотопровідності.

11. Залежність фотопровідності від інтенсивності випромінювання. Спектральна залежність фотопровідності напівпровідників.

12. Термоелектрорушійна сила у напівпровідниках.

13. Гальваномагнітні ефекти. Ефект Холла у напівпровідниках з носіями заряду одного та двох типів.

14. Електропровідність напівпровідників у сильному електричному полі. Відхилення від закону Ома.

15. Вплив напруженості поля на рухливість і концентрацію носіїв заряду. Механізми збільшення концентрації носіїв. Ефект Ганна.

16. Класифікація напівпровідникових матеріалів. Основні властивості германію і його застосування.

17. Фізико-хімічні, електричні і оптичні властивості кремнію та його застосування.

18. Особливості будови, властивості і застосування карбіду кремнію.

19. Кристалічна структура, хімічний зв'язок та властивості сполук типу А^IIIв^V. Домішки й дефекти в кристалічній решітці сполук типу А^IIIв^V.

20. Застосування сполук типу А^IIIв^V. Тверді розчини на основі напівпровідникових сполук типу А^IIIв^V.

21. Будова, хімічний зв'язок і властивості сполук типу А^IIВ^VI . Домішки в сполуках типу А^IIВ^VI . Застосування напівпровідникових сполук типу А^IIВ^VI

22. Будова, хімічний зв'язок і властивості сполук типу А^IVВ^IV. Застосування сполук типу А^IVВ^IV . Тверді розчини на основі напівпровідникових сполук типу А^IVВ^IV.

Теоретичні питання для підготовки до модульного контролю 4.

1. Поляризація діелектриків. Основні поняття і визначення.

2. Механізми поляризації. Еквівалентна схема діелектрика.

3. Класифікація діелектриків за механізмами поляризації. Електронна, іонна й дипольно-релаксаційна поляризація.

4. Іонно- релаксаційна, електронно-релаксаційна, резонансна, міграційна та спонтанна поляризація.

5. Лінійні і нелінійні діелектрики.

6. Вплив агрегатного стану на діелектричну проникність лінійних діелектриків. Діелектрична проникність газів і рідких діелектриків.

7. Діелектрична проникність твердих і складних діелектриків.

8. Струми зміщення й електропровідність діелектриків. Основні поняття та визначення. Об'ємна і поверхнева електропровідності.

9. Електропровідність газів.

10. Електропровідність рідких діелектриків.

11. Електропровідність твердих діелектриків.

12. Поверхнева електропровідність твердих діелектриків.

13. Втрати в діелектриках. Поняття діелектричних втрат. Кут і коефіцієнт діелектричних втрат.

14. Види діелектричних втрат (на електропровідність, релаксаційні, іонізаційні та резонансні втрати).

15. Діелектричні втрати в залежності від агрегатного стану речовини.

16. Пробій діелектриків. Основні поняття та визначення.

17. Пробій газів. Механізми пробою газу. Ударна іонізація і внутрішня фотонна іонізація газу.

18. Пробій газу в однорідному електричному полі.

19. Пробій газу в неоднорідному електричному полі.

20. Пробій рідких діелектриків.

21. Пробій твердих діелектриків. Електричний пробій.

22. Пробій твердих діелектриків. Тепловий пробій.

23. Пробій твердих діелектриків. Електрохімічний та поверхневий пробої.

24. Загальна класифікація діелектриків.

25. Класифікація пасивних діелектриків.

26. Будова полімерів. Реакції утворення полімерів. Види полімерів.

27. Властивості полімерів (фізичні, електричні й теплові властивості).

28. Неполярні лінійні полімери, їх властивості та застосування.

29. Полярні лінійні полімери, їх властивості та застосування.

30. Композиційні пластмаси, їх будова, властивості і застосування.

31. Різновидності композиційних пластмас. Шаруваті пластики (гетинакс і текстоліт).

32. Електроізоляційні компаунди. Класифікація компаундів за призначенням і властивостями. Епоксидні смоли. Застосування компаундів.

33. Загальна характеристика неорганічних стекол.

34. Залежність властивостей стекол від їх хімічного складу.

35. Класифікація стекол за технічним призначенням (електровакуумні, ізоляторні, кольорові, лазерні стекла, скловолокно і світловоди). Використання стекол.

36. Особливості й технологія одержання ситалів. Класифікація ситалів та їх властивості.

37. Загальні відомості про керамічні матеріали.

38. Особливості технологічного циклу керамічного виробництва.

39. Класифікація керамічних матеріалів. Властивості і застосування установочної кераміки.

40. Класифікація керамічних матеріалів. Властивості і застосування конденсаторної кераміки.

41. Класифікація активних діелектриків. Вимоги до активних діелектричних матеріалів.

42. Основні властивості сегнетоелектриків. Поняття доменної структури.

43. Класифікація сегнетоелектриків.

44. Мікроскопічний механізм спонтанної поляризації.

45. Застосування сегнетоелектриків.

46. П'єзоелектрики. П'єзоелектричний ефект. Рівняння п'єзоефекту.

47. Основні п'єзоелектричні матеріали. Монокристалічний кварц. П'єзокераміка. Застосування п'єзоелектриків.

48. Піроелектрики. Піроелектричний ефект. Рівняння піроелектричного ефекту.

49. Властивості і застосування піроелектриків.

50. Особливості електретів, їх види і природа утворення. Застосування електретів.

51. Рідкі кристали. Особливості та види рідких кристалів (смектичні, нематичні й холестеричні). Термохромний ефект.

52. Оптична й діелектрична анізотропія рідких кристалів. Ефект динамічного розсіяння світла й польовий "твіст"-ефект.

53. Застосування рідких кристалів.

54. Властивості матеріалів для твердотільних лазерів. Вимоги до матеріалів елементів твердотільних лазерів. Основні матеріали лазерної техніки. Рубін. Іттрій-алюмінієвий гранат.

55. Загальні відомості про магнетизм.

56. Класифікація речовин по магнітним властивостям.

57. Природа феромагнітного стану.

58. Процеси при намагнічуванні феромагнетиків.

59. Феримагнетики.

60. Класифікація магнітних матеріалів.

61. Магнітом΄які матеріали для постійних і низькочастотних полів.

62. Ферити.

63. Магнітодіелектрики.

64. Магнітні матеріали спецпризначення.

65. Магнітотверді матеріали.

IX. ПЕРЕЛІК НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

Основна література:

1. Горелик С.С., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и металловедение.–М.: Металлургия, 1973.–496с.

2. Горелик С.С., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и диэлектриков. –М.: Металлургия, 1988.–574с.

3. Солнцев Ю.П., Веселое В.А., Демянцевич В.П. и др. Металловедение и технология металлов.–М.: Металлургия, 1988.–512с.

4. Ристич М.М. Основы науки о материалах. –К.:Наукова думка, 1984.–152с.

5. Захаров A.M. Диаграммы состояния двойных и тройных систем.–М.: Металлургия, 1978.–296с.

6. Герзанич Е.И., Фридкин В.М Сегнетоэлектрики типа A^VB^IVC^VII.–М.: Наука, 1982.–228с.

7. Курносов А.И. Материалы для полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. – М.: Высшая школа, 1975. – 342с.

8. Медведев С.А. Введение в технологию полупроводниковых материалов. – М.: Высшая школа, 1970. – 385с.

9. Богородицкий М.Л., Займовский В.А. Механические свойства метал лов М.: Металлургия, 1979. –320 с.

10. Фельц А. Аморфные и стеклообразные неорганические твердые тела. – М.: Мир, 1986. – 558с.

11. Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники. – М.: Высшая школа, 1986.– 345 с.

12. Рубіш В.М., Лукша О.В. Діаграми фазових рівноваг подвійних та потрійних систем.- Ужгород: УжДУ, 1997.- 121 с.

13. Лахтин Ю.М.. Леонтьева В.П. Материаловедение. – М.: Машиностроение, 1990,– 528 с.

14. Г'орелик С.С., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и диэлектриков,- М.: МИСиС, 2003, – 480 с.

15. Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники,– СПб.: Лань, 2004, – 368 с.

16. Случинская И.А. Основы материаловедения и технологии полупроводников, – М.: МИФИ, 2002. – 376 с.

17. Ржевская С.В. Материаловедение: Практикум. – М.: Логос, 2004.– 272 с.

18. Шпак А.П., Іваницький В.П., Ковтуненко Л.Ю., Рубіш В.М. Невпорядковані системи Ч.І. Особливості структури халькогенідних стекол та плівок. – К.: ІМФ НАНУ; 2009. – 116 с.

19. Шпак А.П., Рубіш В.М., Іваницький В.П., Куницька Л.Ю. Невпорядковані системи .Ч.II. Халькогенідні стекла та аморфні плівки. – К.: ІМФ НАНУ; 2009. – 159 с.

20. Петров В.В., Крючин А.А., Рубиш В.М.Материалы перспективных оптоэлектронных устройств. – К.: Науковадумка, 2012.–336 с.

21. Фізичні основи електронної техніки /під редакцією Готри З.Ю. Львів: Бескид Біт, 2004. – 880с.

22. Рубіш В.М., Юркін І.М., Рубіш В.В. Електротехнічні матеріали (методичні вказівки до лабораторних робіт).- Ужгород: УжНУ, 2003.- 54 с.

23. Марушка В.İ., Рубіш В.М., Опачко İ.İ. Основні властивості матеріалів електронної техніки. Методичні вказівки до лабораторних робіт з курсу “Матеріали електронної техніки”. – Ужгород. Видавництво УжНУ «Говерла», 2007. – 72 с.

Робочу програму склав д. ф.-м. н. професор Рубіш В.М.