固体物理试卷1

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1、填空（共30分，每空2分）1.Si晶体是__________格子，由两个__________的子晶格沿_______套构而成；其固体物理学原胞包含_________个原子，其固体物理学原胞基矢可表示_______________________,______,_____。假设其结晶学原胞的体积为a3,则其固体物理学原胞体积为___O2・_______________________________________________称为布拉菲格子；倒格子基矢与正格子基矢满足_____称为倒格子格子；_______________称为复式格子。最常见

2、的两种原胞是___________________________3._____________________________声子是____________,其能量为_______________________________,动量为判断对错（共30分，每题3分）1.各向异性是晶体的基本特性之一O（）2.在一维单原子链的晶格振动中，有1支光学波、无声学波。（）3.依照能带理论，电子的能态密度随能量变化的趋势总是随能量增高而增大。（）4.周期性边界条件决定了电子的波矢K在第一布里渊区内可取值数量与晶体的初基元胞数N相等。()5.能带理论是建立

3、在恒定势场的基本假设之上的。()6.晶休的宏观特性包括各向异性、解理性、周期性、重复性。（）7.空位、小角晶界、螺位错、堆垛层错都是晶体中的线缺陷。（）8.绝缘晶体的热传导是通过声子传输实现的。（）9.在一维双原子链的晶格振动中，有1支声学波、1支光学波。（）10.依照量子自由电子论，态密度随能量变化的总趋势是随能量增高而增大。（）简答题（共40分，每题10分）1•晶体有哪几种结合类型？简述晶体结合的一般性质。2•什么是热缺陷？简述肖特基缺陷和弗仑克尔缺陷的特点。3•根据量子理论简述电子对比热的贡献，写出表达式，并说明为什么在高温吋可以不考虑电

4、了对比热的贡献在低温吋必须考虑？4.简述空穴的概念及其性质.答案填空(共30分，每空2分)2.Si品体是复式格子,由两个面心立方结构的子品格沿体对角线位移1/4套构而成;其固体物理学原胞包含匕个原了，其固体ci,=—(/+^)=—(z+k)a,=—(i+j)物理学原胞基矢可表示2•,_2,'2'。1Z,12345—CI假设其结晶学原胞的体积为盘，则其固体物理学原胞体积为4。(人，人，人为整数)，构成的格子，是正格子的傅里叶变换，称为倒格子格子；由若干个布拉菲格了套构而成的格了称为复式格子。最常见的两种原胞是固体物理学原胞和结晶学原胞。3.声子是

5、格波的能量量子,其能量为血，动量为皿。2各向异性是晶体的基木特性Z-o(V)3在一维单原子链的品格振动屮，冇1支光学波、无声学波。(X)4依照能带理论，电子的能态密度随能量变化的趋势总是随能量增高而增大。(X)5周期性边界条件决定了电了的波矢K在第一布里渊区内可取值数量与晶体的初基元胞数N相2・由完全相同的•种原了构成的格了，每个格点周围环境相同称为布拉菲格子；倒格子基矢与正格子基矢满足鬲.Bj=2码｛姦£),由倒格子基矢斤力=也+加2+仍3建)厶匕z5.n匕恒定势场的基本假设之的观特性包括X)6.向异性、解理性、周期性、重性(X)7.空位、小

6、角品界、螺位错、堆垛层错都是晶体屮的线陷(X)8.绝缘晶体的热传导是通过声子传输实现的)9.在一维双原了链的晶格振动中，有1支声学波、1支光学波。(V)10.依照量子自由电子论，态密度随能量变化的总趋势是随能量增高而增大。(V)二.问答题(共30分，每题6分)1•晶体有哪几种结合类型？简述晶体结合的一般性质。答：离子晶体，共价晶体，金属晶体，分子晶体及氢键晶体。晶体中两个粒子之间的相互作用力或相互作用势与两个粒子的距离Z间遵从相同的定性规律。2.晶体的结合能，晶体的内能，原子间的相互作用势能有何区别？答：自由粒子结合成晶体过程屮释放出的能量，或

7、者把晶体拆散成一个个自由粒子所需要的能量称为晶体的结合能；原子的动能与原子间的相互作用势能Z和为晶体的内能；在0K时，原子述存在零点振动能，但它与原了间的相互作用势能的绝对值相比小很多，所以，在0K吋原子间的相互作用势能的绝对值近似等于晶体的结合能。3•什么是热缺陷？简述肖特基缺陷和弗仑克尔缺陷的特点。答：在点缺陷中，有一类点缺陷，其产生和平衡浓度都与温度有关，这一类点缺陷称为热缺陷，热缺陷总是在不断地产生和复合，在一定地温度下热缺陷具有一定地平衡浓度。肖特基缺陷是晶休内部格点上的原子（或离子）通过接力运动到表而格点的位置后在晶体内留下空位；弗

8、仑克尔缺陷是格点上的原子移到格点的间隙位置形成间隙原子，同吋在原来的格点位置留下空位，二者成对出现。4•简述空穴的概念及其性质.答：对于状态K空着的近