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半导体器件的光子晶体应用考核试卷

考生姓名：__________答题日期：__________得分：__________判卷人：__________

一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

1.光子晶体对半导体器件的主要作用是：（）

A.提高载流子迁移率

B.降低光吸收损耗

C.增强电子与空穴的结合能

D.提高半导体材料的禁带宽度

2.光子晶体的特点中，以下哪项是错误的？（）

A.具有周期性结构

B.可以实现负折射

C.光子带隙具有方向性

D.只对特定波长的光有阻隔作用

3.以下哪种半导体材料最适合用于光子晶体器件？（）

A.硅（Si）

B.铟镓砷（InGaAs）

C.硅锗（SiGe）

D.硫化镉（CdS）

4.光子晶体波导的主要优势是：（）

A.提高传输速率

B.减小传输损耗

C.增大传输带宽

D.降低制造成本

5.关于光子晶体谐振腔的说法，以下哪项是正确的？（）

A.谐振腔的Q值与材料损耗无关

B.谐振腔的尺寸越大，其品质因数Q越高

C.谐振腔中光子的能量与禁带宽度成正比

D.谐振腔可以实现对光波的增强和选择

6.下列哪种方法常用于制备光子晶体？（）

A.光刻法

B.化学气相沉积（CVD）

C.分子束外延（MBE）

D.电子束刻蚀

7.光子晶体中的缺陷态对半导体器件有何影响？（）

A.降低器件的光提取效率

B.增加器件的光吸收损耗

C.提高器件的发光效率

D.减小器件的带宽

8.关于光子晶体中的光子带隙，以下哪项是错误的？（）

A.光子带隙与光子晶体的周期性有关

B.光子带隙宽度与光子晶体中原子间距成正比

C.光子带隙可以用于滤波和波导

D.光子带隙只对特定方向的光具有阻隔作用

9.下列哪种器件可以利用光子晶体的带隙特性？（）

A.太阳能电池

B.发光二极管（LED）

C.光电探测器

D.传感器

10.光子晶体与传统的光波导相比，以下哪项是正确的？（）

A.光子晶体波导的传输损耗更低

B.光子晶体波导的带宽更窄

C.光子晶体波导的尺寸更小

D.光子晶体波导的制造成本更低

11.下列哪种材料具有较大的光子带隙宽度？（）

A.硅（Si）

B.二氧化硅（SiO2）

C.氮化镓（GaN）

D.硫化锌（ZnS）

12.光子晶体激光器的优点之一是：（）

A.提高激光阈值

B.减小激光发散角

C.降低激光功率

D.增加激光波长

13.下列哪种现象表明光子晶体具有负折射特性？（）

A.光在光子晶体中的传播速度大于真空中的速度

B.光在光子晶体中的传播速度小于真空中的速度

C.光在光子晶体中的波长变长

D.光在光子晶体中的波长变短

14.光子晶体在光电子器件中的应用不包括以下哪一项？（）

A.光开关

B.光调制器

C.光放大器

D.电池

15.关于光子晶体的制备方法，以下哪种方法适用于大规模生产？（）

A.电子束刻蚀

B.光刻法

C.分子束外延（MBE）

D.淀积法

16.下列哪种因素会影响光子晶体谐振腔的品质因数Q？（）

A.谐振腔的尺寸

B.光子晶体的带隙宽度

C.材料的损耗

D.谐振腔的形状

17.下列哪种半导体材料适用于光子晶体LED？（）

A.硅（Si）

B.硅锗（SiGe）

C.硅碳（SiC）

D.硫化锌（ZnS）

18.光子晶体在光通信领域的应用主要包括以下哪些方面？（）

A.光开关

B.光放大器

C.光调制器

D.以上都是

19.下列哪种现象与光子晶体的缺陷态有关？（）

A.增强光提取效率

B.降低光吸收损耗

C.减小光子带隙宽度

D.提高光的负折射率

20.关于光子晶体的性质，以下哪项是正确的？（）

A.光子晶体对任何波长的光都具有阻隔作用

B.光子晶体只能在特定方向上阻止光的传播

C.光子晶体可以实现光的完全反射

D.光子晶体可以提高光的传播速度

二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）

1.光子晶体的主要特点包括：（）

A.具有周期性排列的结构

B.可以在特定波长范围内阻止光的传播

C.只在特定方向上阻止光的传播

D.与普通晶体一样，对光的传播无影响

2.以下哪些因素会影响光子晶体的光子带隙宽度？（）

A.周期结构的尺寸

B.填充比

C.材料的折射率

D.光子晶体的形状

3.光子晶体在半导体器件中的应用包括：（）

A.提高LED的提取效率

B.作为光波导减少传输损耗

C.在太阳能电池中增加光吸收

D.在光电探