Pobierz - nanoinżynieria

Informacje wstępne
Witamy serdecznie wszystkich uczestników na pierwszym etapie konkursu.
Szanowny uczestniku, poniżej znajduje się zestaw pytań zamkniętych i otwartych. Pytania zamknięte są
pytaniami wielokrotnego wyboru, tzn. może występować jedna, dwie, trzy lub cztery poprawne odpowiedzi. Za
wskazanie wszystkich poprawnych odpowiedzi uzyskasz 1 punkt. Bądź jednak ostrożny – zaznaczenie błędnej
odpowiedzi skutkuje przyznaniem 0 punktów. Za test można uzyskać maksymalnie 30 punktów.
Powodzenia!
Poznaj NANO
KONKURS WIEDZY O NANOINŻYNIERII
ETAP I
Pytanie 1
Nanoinżynieria otwiera przed nami nowe możliwości. Unikalne właściwości nanomateriałów wynikają przede
wszystkim ze zmniejszania wymiarów struktury. Które z wymienionych zjawisk pojawiają się przy przechodzeniu
do nanoskali:
a)
b)
c)
d)
Zmniejszenie stosunku powierzchni do objętości
Poszerzenie się przerwy energetycznej półprzewodnika
Silniejsza lokalizacja nośników ładunku
Zmiana długości fali emisji promieniowania elektromagnetycznego nanokryształu
Pytanie 2
Na rysunku poniżej przedstawiona jest struktura kryształu idealnego. Jego własnościami są:
Struktura kryształu idealnego.
a)
b)
c)
d)
Periodyczne uporządkowanie atomów, jonów lub molekuł
Idealna przezroczystość
Występowanie wakansów
Translacyjny porządek dalekiego zasięgu
Pytanie 3
Zasady nieoznaczoności wiążą następujące wielkości:
a)
b)
c)
d)
Energię i czas
Siłę i pracę
Położenie i pęd
Ciśnienie i wysokość
Pytanie 4
Poniżej przedstawiony jest kryształ dwójłomny. Ośrodki dwójłomne:
Dwójłomny kryształ kalcytu.
a)
b)
c)
d)
Charakteryzują się izotropią współczynnika załamania we wszystkich kierunkach
Powodują rozszczepienie się wiązki światła na 2 promienie: zwyczajny i nadzwyczajny
Umożliwiają rozszczepienie jednego elektronu na dwa
Nie umożliwiają propagacji światła
Pytanie 5
Kropka kwantowa jest nanostrukturą, w której ruch nośników jest ograniczony we wszystkich wymiarach. Kropka
kwantowa:
a)
b)
c)
d)
Jest strukturą zerowymiarową
Jest tylko modelem teoretycznym
Nie może emitować ani absorbować fotonów
Stanowi podstawę działania lampy halogenowej
Pytanie 6
Elektron w nieskończonej prostokątnej studni potencjału może istnieć tylko w pewnych dyskretnych stanach. Dla
jednowymiarowej prostokątnej nieskończonej studni potencjału energia stanu n określana jest przez
zależność:
(
)
. Przejście między stanami może zachodzić w wyniku emisji lub absorpcji fotonu.
Jaka może być, zgodnie z tym modelem, największa długość fali emitowanego fotonu dla studni o szerokości
1nm?
a)
b)
c)
d)
1098nm
1nm
3294nm
2nm
Pytanie 7
Do typów wzrostu cienkich warstw nie należą mody:
a)
b)
c)
d)
Stranski–Krastanov
Volmer–Weber
Czochralski
Bridgman-Stockbarger
Pytanie 8
Do metod epitaksjalnego wzrostu nanostruktur należą:
a)
b)
c)
d)
Epitaksja z wiązki Czochralskiego
Chemiczne osadzanie z fazy gazowej
Fotolitografia
Epitaksja z fazy ciekłej
Pytanie 9
Zaznacz prawdziwe odpowiedzi. Nanostruktury stosowane są w:
a)
b)
c)
d)
Medycynie - jako nośniki leków
Produkcji powłok antybakteryjnych
Konstrukcji układów scalonych
Produkcji kosmetyków
Pytanie 10
Atom z V grupy układu okresowego wykorzystany jako domieszka w krzemie nazywany jest:
a)
b)
c)
d)
Donorem
Akceptorem
Atraktorem
Domeną
Pytanie 11
Większościowymi nośnikami prądu w półprzewodniku typu p są:
a)
b)
c)
d)
Dziury
Elektrony
Protony
Neutrony
Pytanie 12
Fotodioda może pracować jako:
a)
b)
c)
d)
Detektor światła
Tranzystor
Źródło światła
Bateria słoneczna
Pytanie 13
Półprzewodniki charakteryzuje:
a)
b)
c)
d)
Niska gęstość
Przewodność rosnąca wraz z temperaturą
Obecność przerwy energetycznej
Ujemny współczynnik załamania
Pytanie 14
Fale materii (fale de Broglie'a) są:
a)
b)
c)
d)
Źródłem wrażeń słuchowych
Nieobserwowalne gołym okiem
Przyczyną powstawania tsunami
Efektem silnych wybuchów
Pytanie 15
Do których z poniższych zjawisk prowadzi falowa natura elektronu wynikająca z dualizmu korpuskularnofalowego?
a)
b)
c)
d)
Powstawanie prążków interferencyjnych w doświadczeniu Younga dla elektronów
Dyfrakcja elektronów na sieci krystalicznej
Absorpcja promieniowania beta
Zjawisko Comptona
Pytanie 16
Warunkami koniecznymi do zajścia akcji laserowej są:
a)
b)
c)
d)
Wzmocnienie równoważy straty w rezonatorze.
Musi mieć miejsce inwersja obsadzeń
Więcej elektronów w ośrodku czynnym znajduje się w stanie podstawowym, a mniej w stanie wzbudzonym.
Temperatura ośrodka czynnego jest wyższa niż temperatura progowa
Pytanie 17
Światło lasera jest zawsze:
a)
b)
c)
d)
Spójne
Polichromatyczne
Widzialne
Spolaryzowane liniowo
Pytanie 18
Zakaz Pauliego obowiązuje:
a)
b)
c)
d)
Fermiony
Bozony
Elektrony
Fotony
Pytanie 19
Badania nad zjawiskiem fotoelektrycznym pozwoliły na następujące stwierdzenia:
a) Energia elektronów emitowanych podczas oświetlania metalowej płytki nie zależy od natężenia padającego
na płytkę promieniowania
b) Energia elektronów emitowanych podczas oświetlania metalowej płytki zależy jedynie od długości fali
padającego na płytkę promieniowania
c) Liczba elektronów emitowanych z płytki jest proporcjonalna do natężenia padającego na nią promieniowania
d) Żadne z powyższych
Pytanie 20
Ekscyton jest:
a)
b)
c)
d)
Kwazicząstką
Cząstką elementarną
Odziaływującą na siebie kulombowsko parą elektron-dziura
Odziaływującą na siebie kulombowsko parą elektron-elektron
Zadania opisowe
Zadanie 1
Kto jest autorem słynnego cytatu "There's Plenty of Room at the Bottom"? W kilku zdaniach
przedstaw interpretacje tych słów (za zadanie można otrzymać maksymalnie 4 punkty).
Zadanie 2
Opisz w maksymalnie dziesięciu zdaniach najciekawsze według Ciebie zastosowanie struktur niskowymiarowych
(za zadanie można otrzymać maksymalnie 6 punktów).