国防科技大学功能材料考博真题

1. 考博信息网官网：http://www.kaoboinfo.com/
2. 国防科技大学历年考博真题下载专用页面：http://www.kaoboinfo.com/shijuan/school/408061_1_2568951.html

国防科技大学功能材料考博真题（精选）

一、真题文本

二、答案解析（附考点定位、核心要点及学科价值）

功能材料核心解析

1. 本征半导体和杂质半导体的差异

• 考点定位：半导体材料的导电特性分类，是电子功能材料应用的基础考点；
• 核心解析：
  二者差异主要体现在载流子来源、导电能力、性能调控方式等方面：
  • 载流子来源：本征半导体的载流子是本征激发产生的等量电子与空穴；杂质半导体的载流子是杂质电离产生的多数载流子（N 型为电子、P 型为空穴）+ 少量本征激发载流子；
  • 导电能力：本征半导体室温下载流子浓度低，导电能力弱；杂质半导体通过掺杂大幅提高载流子浓度，导电能力更强；
  • 性能调控：本征半导体性能仅由温度、材料本身决定；杂质半导体可通过掺杂类型（N/P 型）、掺杂浓度精准调控导电性能；
  • 应用场景：本征半导体多用于高温、高纯度场景；杂质半导体是集成电路、半导体器件的核心材料。
• 学科价值：是半导体器件（如二极管、晶体管）设计与制备的理论基础，直接支撑微电子、光电子领域的材料选型。

2. 导电高分子的导电机理

• 考点定位：导电高分子的电输运特性，是有机电子材料的核心考点；
• 核心解析：
  导电高分子（如聚乙炔、聚苯胺）的导电机理基于共轭 π 电子体系 + 掺杂改性：
  1. 共轭 π 电子体系：导电高分子具有长程共轭双键结构，π 电子可在共轭链上离域运动，形成 “准自由电子”，但纯共轭高分子的 π 电子仍存在一定局域性，导电能力弱；
  2. 掺杂改性：通过氧化掺杂（失去电子）或还原掺杂（获得电子），在共轭链中引入 “电荷载流子”（极化子、双极化子、孤子），这些载流子可在共轭链间迁移，大幅提升导电能力；
     例如，聚乙炔经碘掺杂后，电导率可从绝缘级（10⁻¹² S/cm）提升至金属级（10³ S/cm）。
• 学科价值：是柔性电子、有机太阳能电池等新兴领域的材料基础，推动了电子器件的轻量化、柔性化发展。

3. 光致发光材料的发光原理

• 考点定位：光致发光的能量跃迁机制，是发光功能材料的核心考点；
• 核心解析：
  光致发光是材料吸收光子能量后，通过电子能级跃迁释放光子的过程，分为荧光与磷光：
  1. 激发过程：材料吸收光子，电子从基态（通常为自旋单重态 S₀）跃迁至激发态（自旋单重态 S₁或三重态 T₁）；
  2. 荧光发光：激发态电子从 S₁态以辐射跃迁方式回到 S₀态，释放光子（发光寿命短，约 10⁻⁹~10⁻⁷ s）；
  3. 磷光发光：激发态电子先经系间窜越从 S₁态转移至 T₁态，再从 T₁态以辐射跃迁回到 S₀态，释放光子（发光寿命长，约 10⁻³~10 s）。
     常见光致发光材料如荧光粉、量子点，均基于此原理实现可见光发射。
• 学科价值：是显示器件（如 LED、OLED）、荧光探针等光电子器件的核心发光机制，支撑了显示、照明、生物成像等领域的技术发展。

1. 考博信息网官网：http://www.kaoboinfo.com/
2. 国防科技大学历年考博真题下载专用页面：http://www.kaoboinfo.com/shijuan/school/408061_1_2568951.html