電子、磁性與光學材料
以三選一題型確認能帶理論的基礎、金屬與半導體的導電率、馬提森法則、霍爾效應、鐵磁性與磁滯、軟磁與硬磁，以及折射、吸收與發光。
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電子、磁性與光學材料的重點
物質的電性質可由能帶結構來理解。金屬在費米能階處有連續的空能階，因此導電性良好，溫度升高時晶格振動造成的散射使電阻率增加。半導體的導電率 σ = neμ 可藉由摻雜大幅改變，在本質區中電阻率隨溫度上升而下降。金屬的電阻率可依馬提森法則分成晶格振動與雜質兩個成分來考慮。
鐵磁體在居里溫度以下具有自發磁化，其用途由磁滯曲線的形狀決定。矯頑力小的軟磁材料用於變壓器與馬達的鐵芯，矯頑力大的硬磁材料則用於永久磁鐵。在光學性質方面，折射率與反射率、吸收係數，以及直接躍遷與間接躍遷的差異很重要。
電子、磁性與光學材料的題目列表（12題）
- 施體濃度1.0×10¹⁶ cm⁻³的n型矽（室溫，施體全部游離）的電阻率最接近下列何者？設電子遷移率為1350 cm²/(V·s)，基本電荷為1.60×10⁻¹⁹ C，忽略電洞的貢獻。
- 提高溫度時電阻率的變化，下列組合何者正確？設半導體處於本質區。
- 純銅由晶格振動造成的電阻率在300 K為1.70 µΩ·cm，在77 K為0.20 µΩ·cm。加入雜質後，與溫度無關的殘留電阻率成為0.40 µΩ·cm的銅合金，依馬提森法則，其電阻率比 ρ(300 K)/ρ(77 K) 最接近下列何者？
- 鎂有2個價電子，由3s軌道構成的能帶每個原子恰好以2個電子填滿。儘管如此，鎂仍為金屬的理由，下列何者正確？
- 由霍爾效應的量測可以得知的事項，下列何者正確？
- 將鐵磁體的鐵加熱到高於居里溫度（約770℃）時，磁性會如何變化？
- 適用於變壓器鐵芯的軟磁材料的特徵，下列何者正確？
- 某鐵芯材料的磁滯曲線面積（每1個週期的損失）為50 J/m³。將體積0.010 m³的鐵芯以50 Hz交流使用時，磁滯損最接近下列何者？
- 對消磁狀態的鐵磁體施加外部磁場並逐漸增強時，磁化進行的機制，下列何者正確？
- 光從空氣中垂直入射到折射率2.4的透明物質（接近鑽石）表面時，表面的反射率最接近下列何者？忽略吸收。
- 對以吸收係數1.0×10⁴ cm⁻¹的材料製成、厚度1.0 µm的膜照光時，穿透膜的光的比例最接近下列何者？忽略表面的反射，設 I = I₀exp(−αx)。
- 矽幾乎不被用作發光二極體發光材料的主要原因為下列何者？