РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ – НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР НАНОТЕХНОЛОГИЙ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
УТВЕРЖДАЮ: _______________/ А. Е. Жуков / «__»__________20__г. Проректор по учебной работе |
Материалы тестовой системы для промежуточной аттестации
«Моделирование активной области полупроводниковых светоизлучающих приборов (светодиодов и лазеров)»
© СПб АУ НОЦНТ РАН 2012
Санкт-Петербург
2012 г.
Контрольно-измерительные материалы для оценивания итоговых результатов по учебной дисциплине «Моделирование активной области полупроводниковых светоизлучающих приборов (светодиодов и лазеров)»
Для контроля усвоения учебной дисциплины «Моделирование активной области полупроводниковых светоизлучающих приборов (светодиодов и лазеров)» учебным планом предусмотрено проведения тестирования. Слушателю предлагается выбрать один из вариантов ответа, дать краткий или развернутый ответ на тестовые вопросы билета.
Подготовка к итоговому тесту требует повторения материала лекций и материалов, предлагаемых для изучения в учебных пособиях и дополнительной литературы.
Целью прохождения промежуточного и итогового контроля является проверка системных знаний о методах моделирования оптических приборов на основе полупроводниковых наногетероструктур.
1. Критерии оценивания
1.1. Итоговый контроль.
При оценивании знаний слушателей по итоговому (и промежуточному) тестированию:
- оценка «отлично» выставляется, если в итоговом тестировании дано не менее 85% правильных ответов;
- оценка «хорошо» выставляется, если при тестировании дано 70% - 84% правильных ответов;
- оценка «удовлетворительно» выставляется, если при тестировании дано 60% - 69% правильных ответов;
- оценка «неудовлетворительно» выставляется, если при тестировании дано не более 59% правильных ответов.
2. Вопросы тестовой системы для аттестации слушателей по учебной дисциплине «Моделирование активной области полупроводниковых светоизлучающих приборов (светодиодов и лазеров)»
Вопрос № 1
Вопрос: При программировании дизайна гетероструктуры в пакете Silense нижний слой должен быть легирован
а) донорной примесью
б) акцепторной примесью
Вопрос № 2
Вопрос: В пакете Silense положение оптически активных слоев в гетероструктуре
а) задается пользователем вручную
б) автоматически определяется программой
Вопрос № 3
Вопрос: При моделировании активной области гетероструктуры буферные слои задавать
а) нужно
б) не нужно
Вопрос № 4
Вопрос: В качестве активной области синих светодиодов используется семейство материалов
а) фосфиды третьей группы
б) арсениды третьей группы
в) нитриды третьей группы
Вопрос № 5
Вопрос: В качестве активной области желтых и оранжевых светодиодов используется семейство материалов
а) арсениды третьей группы
б) фосфиды третьей группы
в) нитриды третьей группы
Вопрос № 6
Вопрос: Главной выходной характеристикой лазерной гетероструктуры является:
а) пиковая длина волны
б) пороговая плотность тока
в) модовый состав излучения
г) диаграмма направленности
Вопрос № 7
Вопрос: Модель флуктуации состава, используемая в пакете Silense, применяется для моделирования:
а) InGaN слоев
б) AlGaAs слоев
в) ZnO слоев
Вопрос № 8
Вопрос: Пиковая длина волны спектра излучения синего светодиода с ростом тока накачки:
а) Уменьшается
б) Не меняется
в) Возрастает
Вопрос № 9
Вопрос: Высокая плотность дислокаций характерна для
а) AlGaAs слоев
б) InGaN слоев
в) AlInGaP слоев
Вопрос № 10
Вопрос: Модель квантового потенциала в пакете Silense учитывает:
а) туннелирование носителей в слоях гетероструктуры
б) флуктуации запрещенной зоны внутри слоя
в) размерное квантование носителей в квантовых ямах
Вопрос № 11
Вопрос: Установите соответствие между полупроводниковыми соединениями и названием семейства материалов, к которому они относятся. Запишите ответ в бланк:
Полупроводниковое соединение | Семейство материалов |
1) GaN, InN, AlN | а) Фосфиды третьей группы |
2) GaAs, AlAs, InAs | б) Арсениды третьей группы |
3) GaP, InP, AlP | в) Нитриды третьей группы |
4) ZnO, MgO | г) Оксиды второй группы |
Ответ 1 - ___, 2 - ___, 3 - ___ , 4 - ___.
Вопрос № 12.
Вопрос: Установите соответствие между полупроводниковым соединением и длиной волны излучения лазерного диода:
Полупроводниковое соединение | Семейство полупроводниковых соединений |
1) AlGaN | а) 450 нм |
2) InGaN | б) 850 нм |
3) AlGaAs | В) 350 нм |
4) AlInGaP | Г) 780 нм |
5) InGaAs | Д) 620 нм |
Ответ 1 - ___, 2 - ___, 3 - ___ , 4 - ___, 5 - ___.
Вопрос № 13
Вопрос: Установите соответствие между длиной волны излучения и шириной запрещенной зоны материала:
Ширина запрещенной зоны | Длина волны излучения |
1) 3.55 эВ | а) 450 нм |
2) 2.76 эВ | б) 850 нм |
3) 2 эВ | В) 350 нм |
4) 1.59 эВ | Г) 780 нм |
Д) 620 нм |
Ответ 1 - ___, 2 - ___, 3 - ___ , 4 - ___.
Вопрос № 14
Вопрос: Расположите полупроводниковые соединения а) GaAs, б) InAs, в) GaN, г) AlAs, д) ZnO в порядке возрастания их ширины запрещенной зоны:
Ответ 1____, 2____, 3____, 4____, 5___.
Вопрос № 15
Вопрос: Расположите в правильном порядке действия, выполняемые при моделировании активной области в пакете Silense:
а) расчет вольт-амперной характеристики
б) формирования дизайна гетероструктуры
в) задание электрического напряжения
г) задание оптически активной области
д) расчет оптического спектра
Ответ 1- ___, 2 - ___, 3 - ___, 4 - ___, 5 - ___.
Вопрос № 16
Вопрос: Расположите в правильном порядке гетерослои в активной области полупроводникового лазера:
а) подложка
б) волноводный слой
в) эмиттер
г) электрический контакт
д) активная область
Ответ 1- ___, 2 - ___, 3 - ___, 4 - ___, 5 - ___.
Вопрос № 17
Дайте краткий ответ на вопрос.
Вопрос: Энергия оптического кванта 2.34 эВ соответствует длине волны _________
Вопрос № 18.
Дайте краткий ответ на вопрос.
Вопрос: Наиболее распространенной кристаллографической ориентацией нитридной гетероструктуры является _________________ ориентация.
Вопрос № 19.
Дайте краткий ответ на вопрос.
Кристаллическая структура GaN - ______________.
Вопрос № 20.
Письменно ответьте на вопрос.
Объясните изменение пиковой длины волны излучения светодиода на основе активной области InGaN/GaN при увеличении тока накачки.
3. Ключи для проверки тестов
Номер вопроса | Правильный ответ | Номер вопроса | Правильный ответ |
1 | б | 9 | б |
2 | а | 10 | а |
3 | б | 11 | 1 – в), 2 – б), 3 – а), 4 – г). |
4 | в | 12 | 1 – в), 2 – а), 3 – г), 4 – д), 5 – б). |
5 | б | 13 | 1 – в), 2 – а), 3 – д), 4 – г). |
6 | б | 14 | 1 – б) , 2 – а), 3 – г), 4 – в), 5 – д). |
7 | а | 15 | 1– б), 2 – г), 3 – в), 4 – д), 5 – а). |
8 | а | 16 | 1– а), 2 – в), 3 – д), 4 – б), 5 – г). |
Номер вопроса | Модельный ответ |
17 | 529 нм, 529.5 нм, 529.49 нм, 0.529 мкм |
18 | Ga-полярная |
19 | вюрцитная, гексагональная |
Вопрос № 20
Модельный ответ | Количество баллов |
Наличие поляризационных зарядов на интерфейсах InGaN/GaN квантовой ямы приводит к появлению встроенного электрического поля | 2 |
Изменение положения уровней носителей в квантовой яме с приложенным электрическим полем называется эффектом Штарка. | 1 |
Эффект Штарка приводит к уменьшению энергии носителей (красный сдвиг) | 1 |
Увеличение тока накачки приводит к увеличению заселения квантовой ямы электронами и дырками | 1 |
Заряды электронов и дырок экранируют встроенное электрическое поле в квантовой яме и приводят к эффективному подавлению эффекта Штарка. | 2 |
Подавление эффекта Штарка приводит к увеличению энергии квантования носителей (синий сдвиг), и соответственно при увеличении тока накачки длина волны излучения уменьшается. | 1 |
Итого 8 баллов. |
Основные порталы (построено редакторами)