固體物理_重點(diǎn)

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1、晶體：是由離子，原子或分子（統(tǒng)稱為粒子）有規(guī)律的排列而成的，具有周期性和對(duì)稱性非晶體：有序度僅限于幾個(gè)原子，不具有長(zhǎng)程有序性和對(duì)稱性點(diǎn)陣：格點(diǎn)的總體稱為點(diǎn)陣晶格：晶體中微粒重心，周期性的排列所組成的骨架，稱為晶格格點(diǎn)：微粒重心所處的位置稱為晶格的格點(diǎn)（或結(jié)點(diǎn)）晶體的周期性和對(duì)稱性：晶體中微粒的排列按照一定的方式不斷的做周期性重復(fù)，這樣的性質(zhì)稱為晶體結(jié)構(gòu)的周期性。晶體的對(duì)稱性指晶體經(jīng)過(guò)某些對(duì)稱操作后，仍能恢復(fù)原狀的特性。（有軸對(duì)稱，面對(duì)稱，體心對(duì)稱即點(diǎn)對(duì)稱）密勒指數(shù)：某一晶面分別在三個(gè)晶軸上的截距的倒數(shù)的互質(zhì)整數(shù)比稱為此晶面的密勒指數(shù)配位數(shù)：可用一個(gè)微粒周圍最近鄰

2、的微粒數(shù)來(lái)表示晶體中粒子排列的緊密程度，稱為配位數(shù)致密度：晶胞內(nèi)原子所占體積與晶胞總體積之比稱為點(diǎn)陣內(nèi)原子的致密度固體物理學(xué)元胞：選取體積最小的晶胞，稱為元胞：格點(diǎn)只在頂角，內(nèi)部和面上都不包含其他格點(diǎn)，整個(gè)元胞只含有一個(gè)格點(diǎn)：元胞的三邊的平移矢量稱為基本平移矢量（或者基矢）；突出反映晶體結(jié)構(gòu)的周期性元胞:體積通常較固體物理學(xué)元胞大；格點(diǎn)不僅在頂角上，同時(shí)可以在體心或面心上；晶胞的棱也稱為晶軸，其邊長(zhǎng)稱為晶格常數(shù),點(diǎn)陣常數(shù)或晶胞常數(shù)；突出反映晶體的周期性和對(duì)稱性。布拉菲格子：晶體由完全相同的原子組成，原子與晶格的格點(diǎn)相重合而且每個(gè)格點(diǎn)周圍的情況都一樣復(fù)式格子：晶體

3、由兩種或者兩種以上的原子構(gòu)成，而且每種原子都各自構(gòu)成一種相同的布拉菲格子，這些布拉菲格子相互錯(cuò)開一段距離，相互套購(gòu)而形成的格子稱為復(fù)式格子，復(fù)式格子是由若干相同的布拉菲格子相互位移套購(gòu)而成的聲子：晶格簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量化，以hvl來(lái)增減其能量，hvl就稱為晶格振動(dòng)能量的量子叫聲子非簡(jiǎn)諧效應(yīng)：在晶格振動(dòng)勢(shì)能中考慮了δ2以上δ高次項(xiàng)的影響，此時(shí)勢(shì)能曲線能是非對(duì)稱的，因此原子振動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱膨脹與熱傳導(dǎo)點(diǎn)缺陷的分類：晶體點(diǎn)缺陷：①本征熱缺陷：弗倫克爾缺陷，肖脫基缺陷②雜質(zhì)缺陷：置換型，填隙型③色心④極化子布里淵區(qū)：在空間中倒格矢的中垂線把空間分成許多不同的區(qū)域，在同一區(qū)域中

4、能量是連續(xù)的，在區(qū)域的邊界上能量是不連續(xù)的，把這樣的區(qū)域稱為布里淵區(qū)愛(ài)因斯坦模型在低溫下與實(shí)驗(yàn)存在偏差的根源是什么？答：按照愛(ài)因斯坦溫度的定義，愛(ài)因斯坦模型的格波的頻率大約為1013Hz，屬于光學(xué)支頻率，但光學(xué)格波在低溫時(shí)對(duì)熱容的貢獻(xiàn)非常小，低溫下對(duì)熱容貢獻(xiàn)大的主要是長(zhǎng)聲學(xué)格波，也就是說(shuō)愛(ài)因斯坦沒(méi)考慮聲學(xué)波對(duì)熱容的貢獻(xiàn)是愛(ài)因斯坦模型在低溫下與實(shí)驗(yàn)存在偏差的根源。陶瓷中晶界對(duì)材料性能有很大的影響，試舉例說(shuō)明晶界的作用?答：晶界是一種面缺陷，是周期性中斷的區(qū)域，存在較高界面能和應(yīng)力，且電荷不平衡，故晶界是缺陷富集區(qū)域，易吸附或產(chǎn)生各種熱缺陷和雜質(zhì)缺陷，與體內(nèi)微觀粒子

5、（如電子）相比，晶界微觀粒子所處的能量狀態(tài)有明顯差異，稱為晶界態(tài)。在半導(dǎo)體陶瓷，通?？梢酝ㄟ^(guò)組成，制備工藝的控制，使晶界中產(chǎn)生不同起源的受主態(tài)能級(jí)，在晶界產(chǎn)生能級(jí)勢(shì)壘，顯著影響電子的輸出行為，使陶瓷產(chǎn)生一系列的電功能特性（如PTC特性，壓敏特性，大電容特性等）。這種晶界效應(yīng)在半導(dǎo)體陶瓷的發(fā)展中得到了充分的體現(xiàn)和應(yīng)用。從能帶理論的角度簡(jiǎn)述絕緣體，半導(dǎo)體，導(dǎo)體的導(dǎo)電或絕緣機(jī)制?答：⑴在金屬能帶中，價(jià)帶與導(dǎo)帶迭合，價(jià)帶中存在空能級(jí)或者價(jià)帶全滿但導(dǎo)帶中有電子，故電子易遷移進(jìn)入較高能量狀態(tài)的空能級(jí)中，金屬具有優(yōu)異的導(dǎo)電性⑵在絕緣體的能帶中，其價(jià)帶全部填滿，而導(dǎo)帶全部為空能

6、級(jí)，在價(jià)帶與導(dǎo)帶之間存在很寬的禁帶（>3.0eV），因而電子難以由價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶中，絕緣體的導(dǎo)電性很差⑶半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)與絕緣體相似，但其禁帶較窄(<3.0eV),因而在外電場(chǎng)激發(fā)下(如熱激發(fā)),電子可由價(jià)帶躍進(jìn)導(dǎo)帶中而導(dǎo)電,如果在禁帶中靠近導(dǎo)帶(或價(jià)帶)的位置引入附加能級(jí)(施主或受主)將顯著提高半導(dǎo)體的導(dǎo)電性.畫出鈣鈦礦的晶體結(jié)構(gòu),并指出它是由哪幾種布拉菲格子組成的.答:此為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)(BaTiO3,SrTiO3等),A,B,O1,O2,O3各自組成5個(gè)簡(jiǎn)單立方布氏格子套購(gòu)而成。試從結(jié)合鍵的角度說(shuō)明水在結(jié)冰是何以會(huì)膨脹？答：水結(jié)成冰，是從液態(tài)往固態(tài)轉(zhuǎn)化，形成晶

7、體結(jié)構(gòu)，晶格與晶格之間是通過(guò)氫鍵結(jié)合，氫原子不但與一個(gè)氧原子結(jié)合成共價(jià)鍵O-H，而且還和另一個(gè)氧原子結(jié)合，但結(jié)合較弱，鍵較長(zhǎng)，用O-H表示，氧原子本身則組成一個(gè)四面體。經(jīng)典的自由電子理論的要點(diǎn),用其解釋金屬的電性能答:要點(diǎn):金屬晶體就是靠自由價(jià)電子和金屬離子所形成的點(diǎn)陣間的相互作用而結(jié)合在一起的,這種相互作用稱為金屬鍵.⑴金屬中存在大量可自由運(yùn)動(dòng)的電子,其行為類似理想氣體⑵電子氣體除與離子實(shí)碰撞瞬間外,其他時(shí)間可認(rèn)為是自由的⑶電子←→電子之間的相互碰撞(作用)忽略不計(jì)⑷電子氣體通過(guò)與離子實(shí)的碰撞而達(dá)到熱平衡,電子運(yùn)動(dòng)速度分布服從M—B經(jīng)典分布.在金屬中的自由價(jià)電

8、子的數(shù)目是較多的且基本上