반도체화학 중간고사 (2014.05.01)

반도체화학 중간고사 (2014.05.01)

 

1. 다음 질문에 답하라 ( 4*9 = 36점)

(1)   다음 중 P 형태의 Bravis lattice 만이 존재하는 결정군을 모두 고르라(참고 P: primitive)

- Hexagonal, Tetragonal, Trigonal, Monoclinic

 

(2) 물질에서의 Conductivity(σ)는 어떤 식으로 표현할 수 있는가? 각 term을 간단히 설명하라.

 

(3) Ka와 Ka line은 어떤 에너지 준위 간의 transition에서 일어나는 현상인지 각각 밝혀라.

 

(4) C60 직경은 10.04Å이다. C60가 형성하는 조밀구조에서 Td hole의 크기를 산출하라.

 

(5) M0를 X-ray source의 Target으로 이용하는 경우, filter로는 어떤 원소로 이루어진 물질을 이용하는가?

 

(6) θ- θ 방식의 X-ray Diffractometer 특징 3가지를 밝혀라

 

(7) MgTe, ZnTe, CdTe의 band gap 크기를 순서대로 나열하라.

 

(8) hkl plane에서의 diffraction을 생각할 때, unit cell 내의 원점(0,0,0)과 (x,y,z) 간의 phase difference(δ)를 산출하라.

 

(9) 30˚(2θ)에서 어떤 polycrystal의 XRD peak을 얻었다. FWHM이 1˚로 측정되었다. 이 물질의 crystallite size는 얼마인가?

D= Kλ/Bcos θ

 

2. 다음 질문에 답하라 (8*2 =16점)

(1)   X-ray와 Neutron diffraction에 관한 다음 테이블에 정답을 채워넣어라 ( 각 1점)

 

	X-ray	Neutron diffraction
Scattering process(diffraction은 어디에서 발생하는가?)
원자번호에 따른 Scattering factor의 변화 경향
Scattering factor의 Angle dependence
Penetration depth의 크기

 

(2)   예시된 2가지 결정 중 골격구조를 이루는 음이온이 hcp를 이룬 것으로 생각되는 것을 각각 고르라.(각 2점)

(a)   CdCl2 , CdI2

(b)   NiAs, KCl

(c)    WO2, BiI3

(d)   α-Al2O3, γ-Al2O3

 

2.     다음 질문에 O, X로 답하라(2*6=12점)

(1)   Intrinsic semiconductor에서 발생되는 전자와 정공의 수는 서로 같다. (   )

 

(2)   Extrinsic semiconductor에서 전기전도성은 단순히 도핑 농도에 비례한다. (   )

 

(3)   동일한 구조의 경우, 일반적으로 금속산화물은 금속황화물보다 전도성이 높다. (   )

 

(4) 화합물 반도체와 Si은 서로 Isoelectronic 하다. (   )

 

(5) Donor state는 p-type semiconductor에 존재하는 에너지 준위이다. (   )

 

(6) X-ray photoelectron spectroscopy를 이용하면 반도체나 금속 물질의 DOS에 관한 정보를 얻을 수 있다. (   )

 

3.     다음 질문에 답하라.(10점)

(1) 어떤 금속은 fcc 구조를 이루고 있다고 한다. (111) peak는 38.2˚(2θ)에서 관찰되었다. Unit cell length를 계산하라.

 

(2) 이 결정의 밀도는 10.5gcm^-3으로 측정되었다. 이 금속원자의 atomic mass는 얼마인가?

 

4.     WO3 구조에 대한 다음 질문에 답하라. (12점)

(1)   어떤 space-filling polyhedra로 구성되어 있는가?

 

(2)   W와 O의 coordination number(CN)를 각각 나타내어라.

 

(3)   WO3 구조를 fcc 구조를 바탕으로 설명하기로 한다. W와 O의 위치를 각각 fractional coordinate로 표기하라.

 

5.     SrTiO3는 Cubic 구조의 perovskite에 속한다. (4+8+2+2=16점)

(1)   Sr, Ti 및 O의 위치를 각각 fractional coordinate로 표기하라.

 

(2)   Structure factor인 F100, F110, F111, 및 F200을 각각 구하라.

 

(3)   이 중 XRD intensity가 가장 큰 peak은 어느 것인가?

 

(4)   Systematic absence가 발생하겠는지 판단하라.