固體物理試卷1

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1、填空（共30分，每空2分）1.Si晶體是__________格子，由兩個__________的子晶格沿_______套構(gòu)而成；其固體物理學(xué)原胞包含_________個原子，其固體物理學(xué)原胞基矢可表示_______________________,______,_____。假設(shè)其結(jié)晶學(xué)原胞的體積為a3,則其固體物理學(xué)原胞體積為___O2?_______________________________________________稱為布拉菲格子；倒格子基矢與正格子基矢滿足_____稱為倒格子格子；_______________稱為復(fù)式格子。最常見

2、的兩種原胞是___________________________3._____________________________聲子是____________,其能量為_______________________________,動量為判斷對錯（共30分，每題3分）1.各向異性是晶體的基本特性之一O（）2.在一維單原子鏈的晶格振動中，有1支光學(xué)波、無聲學(xué)波。（）3.依照能帶理論，電子的能態(tài)密度隨能量變化的趨勢總是隨能量增高而增大。（）4.周期性邊界條件決定了電子的波矢K在第一布里淵區(qū)內(nèi)可取值數(shù)量與晶體的初基元胞數(shù)N相等。()5.能帶理論是建立

3、在恒定勢場的基本假設(shè)之上的。()6.晶休的宏觀特性包括各向異性、解理性、周期性、重復(fù)性。（）7.空位、小角晶界、螺位錯、堆垛層錯都是晶體中的線缺陷。（）8.絕緣晶體的熱傳導(dǎo)是通過聲子傳輸實現(xiàn)的。（）9.在一維雙原子鏈的晶格振動中，有1支聲學(xué)波、1支光學(xué)波。（）10.依照量子自由電子論，態(tài)密度隨能量變化的總趨勢是隨能量增高而增大。（）簡答題（共40分，每題10分）1?晶體有哪幾種結(jié)合類型？簡述晶體結(jié)合的一般性質(zhì)。2?什么是熱缺陷？簡述肖特基缺陷和弗侖克爾缺陷的特點。3?根據(jù)量子理論簡述電子對比熱的貢獻(xiàn)，寫出表達(dá)式，并說明為什么在高溫吋可以不考慮電

4、了對比熱的貢獻(xiàn)在低溫吋必須考慮？4.簡述空穴的概念及其性質(zhì).答案填空(共30分，每空2分)2.Si品體是復(fù)式格子,由兩個面心立方結(jié)構(gòu)的子品格沿體對角線位移1/4套構(gòu)而成;其固體物理學(xué)原胞包含匕個原了，其固體ci,=—(/+^)=—(z+k)a,=—(i+j)物理學(xué)原胞基矢可表示2?,_2,'2'。1Z,12345—CI假設(shè)其結(jié)晶學(xué)原胞的體積為盤，則其固體物理學(xué)原胞體積為4。(人，人，人為整數(shù))，構(gòu)成的格子，是正格子的傅里葉變換，稱為倒格子格子；由若干個布拉菲格了套構(gòu)而成的格了稱為復(fù)式格子。最常見的兩種原胞是固體物理學(xué)原胞和結(jié)晶學(xué)原胞。3.聲子是

5、格波的能量量子,其能量為血，動量為皿。2各向異性是晶體的基木特性Z-o(V)3在一維單原子鏈的品格振動屮，冇1支光學(xué)波、無聲學(xué)波。(X)4依照能帶理論，電子的能態(tài)密度隨能量變化的趨勢總是隨能量增高而增大。(X)5周期性邊界條件決定了電了的波矢K在第一布里淵區(qū)內(nèi)可取值數(shù)量與晶體的初基元胞數(shù)N相2?由完全相同的?種原了構(gòu)成的格了，每個格點周圍環(huán)境相同稱為布拉菲格子；倒格子基矢與正格子基矢滿足鬲.Bj=2碼｛姦￡),由倒格子基矢斤力=也+加2+仍3建)厶匕z5.n匕恒定勢場的基本假設(shè)之的觀特性包括X)6.向異性、解理性、周期性、重性(X)7.空位、小

6、角品界、螺位錯、堆垛層錯都是晶體屮的線陷(X)8.絕緣晶體的熱傳導(dǎo)是通過聲子傳輸實現(xiàn)的)9.在一維雙原了鏈的晶格振動中，有1支聲學(xué)波、1支光學(xué)波。(V)10.依照量子自由電子論，態(tài)密度隨能量變化的總趨勢是隨能量增高而增大。(V)二.問答題(共30分，每題6分)1?晶體有哪幾種結(jié)合類型？簡述晶體結(jié)合的一般性質(zhì)。答：離子晶體，共價晶體，金屬晶體，分子晶體及氫鍵晶體。晶體中兩個粒子之間的相互作用力或相互作用勢與兩個粒子的距離Z間遵從相同的定性規(guī)律。2.晶體的結(jié)合能，晶體的內(nèi)能，原子間的相互作用勢能有何區(qū)別？答：自由粒子結(jié)合成晶體過程屮釋放出的能量，或

7、者把晶體拆散成一個個自由粒子所需要的能量稱為晶體的結(jié)合能；原子的動能與原子間的相互作用勢能Z和為晶體的內(nèi)能；在0K時，原子述存在零點振動能，但它與原了間的相互作用勢能的絕對值相比小很多，所以，在0K吋原子間的相互作用勢能的絕對值近似等于晶體的結(jié)合能。3?什么是熱缺陷？簡述肖特基缺陷和弗侖克爾缺陷的特點。答：在點缺陷中，有一類點缺陷，其產(chǎn)生和平衡濃度都與溫度有關(guān)，這一類點缺陷稱為熱缺陷，熱缺陷總是在不斷地產(chǎn)生和復(fù)合，在一定地溫度下熱缺陷具有一定地平衡濃度。肖特基缺陷是晶休內(nèi)部格點上的原子（或離子）通過接力運動到表而格點的位置后在晶體內(nèi)留下空位；弗

8、侖克爾缺陷是格點上的原子移到格點的間隙位置形成間隙原子，同吋在原來的格點位置留下空位，二者成對出現(xiàn)。4?簡述空穴的概念及其性質(zhì).答：對于狀態(tài)K空著的近