固體物理期末3套試題題

學(xué)姓名學(xué)姓名 學(xué) 任課老選課 ………密………封………線………以………內(nèi)………答………題………無………效……第第17頁共10頁電子科技大學(xué)二零零 六至二零零 七 學(xué)年二 學(xué)期期 末 考試固體電子學(xué) 課程考試題 卷（ 分鐘）考試形式：一二三四五六七八九十合計考試日期2007 年7 月 日一二三四五六七八九十合計課程成績構(gòu)成：平時 20 分，期中 10 分，實(shí)驗(yàn) 0 分，期末 70 分．填空（302分）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-。-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。最常見的兩種原胞是和-聲子是-，其能量為-動量為-二．問答題（306分）晶體有哪幾種結(jié)合類型？簡述晶體結(jié)合的一般性質(zhì)。-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?-什么是熱缺陷？簡述肖特基缺陷和弗侖克爾缺陷的特點(diǎn)。-簡述空穴的概念及其性質(zhì).-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時可以不考慮電子對比熱的貢獻(xiàn)在低溫時必須考慮？--三.綜合應(yīng)用(共40分)1.(10分)已知半導(dǎo)體InP具有閃鋅礦結(jié)構(gòu),In,P兩原子的距離為d=2?（1晶格常數(shù)；(2)原胞基矢及倒格子基矢（3）密勒指數(shù)為（1，1，0）晶面的面間距，以及In(1,1,0)晶面與P（111）晶面的距離。(15分)設(shè)有某個一維簡單格子，晶格常數(shù)為a,原子質(zhì)量為MU(r)U

12)r12130 2 2 6 式中和都是常數(shù)，只考慮最近鄰原子間的相互作用，（1）在簡諧近似下，求出晶格振動 d2u(r) V的色散關(guān)系；（2）求出它的比熱V

C0（

dr2

ra(15分)用緊束縛近似寫出二維正方點(diǎn)陣最近鄰近似下的s電子能帶的能量表達(dá)式，并計算能帶寬度及帶底電子和帶頂空穴的有效質(zhì)量。、選擇題（303分目的:考核基本知識。1、晶格常數(shù)為的面心立方晶格，原胞體積等于 。B. C. 2、體心立方密集的致密度是 。A.0.76 B.0.74 C.0.68 D.0.623、描述晶體宏觀對稱性的基本對稱元素有 。A.8個 B.48個 C.230個 D.320個4C. D.5、晶格常數(shù)為a的簡立方晶格的(110)面間距為 。3A. a B. a3

a

a456、晶格振動的能量量子稱為45A. 極化子 B. 激子 C. 聲子 D. 光子7、由N個原胞組成的簡單晶體，不考慮能帶交疊，則每個s能帶可容納的電子數(shù)為 。A.N/2 B.N C.2N D.4N8、三維自由電子的能態(tài)密度，與能于 。

的關(guān)系是正比A.B. C.9、某種晶體的費(fèi)米能決定于晶體的體積 B. 晶體中的總電子數(shù) C. 晶中的電子濃度 D. 晶體的形狀10、電子有效質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)研究方法是 。A. X射線衍射 B. 中子非彈性散射C. 回旋共振D. 霍耳效應(yīng)二、簡答題（205分）1、波矢空間與倒易空間有何關(guān)系? 為什么說波矢空間內(nèi)的態(tài)點(diǎn)是準(zhǔn)連續(xù)的?2、簡述處理固體比熱的德拜模型的基本出發(fā)點(diǎn)和主要結(jié)論。目的:考核對晶格熱容量子理論的掌握。3、為什么說原胞中電子數(shù)目若為奇數(shù)，相應(yīng)的晶體具有金屬導(dǎo)電性4、什么是回旋共振?它有什么用途？三、計算題（2010分1、已知某晶體兩相鄰原子間的互作用能可表示成U(r)a brm rn求（1）晶體平衡時兩原子間的距離（2）平衡時的二原子間的結(jié)合能。2、平面正三角形晶格，相鄰原子間距是a。試求正格子基矢和倒格子基矢，并畫出第一布里淵區(qū)。四、計算題（3015分）1、計算由N個質(zhì)量為ma的相同原子組成的一維單原子鏈的色散關(guān)系，說明存在截止頻率的意義。2、一維單原子鏈，原子間距a，總長度為L＝Na（1）用緊束縛近似方法求出與原子s態(tài)能級相對應(yīng)的能帶函數(shù)（2）求出其能帶密度函數(shù)N(E)的表達(dá)式。一、選擇題（303分目的:考核基本知識。1、晶格常數(shù)為的體心立方晶格，原胞體積等于B. C. D.2、面心立方密集的致密度是 A.0.76 B.0.74 C.0.68 D.0.623、表征晶格周期性的概念是。原胞或布拉伐格子 B. 原胞或單胞 C. 單胞或布拉伐格子 D. 原胞和基元4、晶格常數(shù)為的一維單原子鏈，倒格子基矢的大小為 。B. C. D.5、晶格常數(shù)為a的簡立方晶格的(010)面間距為 。3A. a B. a3

a

a456、晶格振動的能量量子稱為45A. 極化子 B. 激子 C. 聲子 D. 光子7、由N個原胞組成的簡單晶體，不考慮能帶交疊，則每個s能帶可容納的電子數(shù)為 。A.N/2 B.N C.2N D.4N8、二維自由電子的能態(tài)密度，與能于 。

的關(guān)系是正比A.B. C.D.9、某種晶體的費(fèi)米能決定于 。晶體的體積 B. 晶體中的總電子數(shù) C. 晶中的電子濃度 D. 晶體的形狀10、晶體結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)研究方法是 。X射線衍射 B. 中子非彈性散射 C. 回旋共振D. 霍耳效應(yīng)二、簡答題（205分）1、波矢空間與倒格空間（或倒易空間）有何關(guān)系? 為什么說波矢空間內(nèi)的狀態(tài)點(diǎn)是準(zhǔn)連續(xù)的?2、在甚低溫下, 德拜模型為什么與實(shí)驗(yàn)相符?3、解釋導(dǎo)帶、滿帶、價帶和帶隙4、金屬自由電子論與經(jīng)典理論對金屬熱電子發(fā)射的功函數(shù)的微觀解釋有何不同，為什么？三、簡答題（2010分）1、設(shè)晶格常數(shù)為a, 求立方晶系密勒指數(shù)為(hkl)的晶面族的間距。2、平面正三角形晶格，相鄰原子間距是a。試求正格子基矢和倒格子基矢，并畫出第一布里淵區(qū)。四、簡答題（3015分）1、考慮一雙原子鏈的晶格振動，鏈上最近鄰原子間力常數(shù)交錯的等于c和10c，令兩種原子質(zhì)量相同，且最近鄰間距為

a2，求在k0和

ka處的

。并粗略畫出色散關(guān)系。2對于晶格常數(shù)為a的簡立方晶體（1以緊束縛近似求非簡并s態(tài)電子的能帶（2）畫出第一布里淵區(qū)[110]方向的能帶曲線, 求出帶寬。填空題（202分目的:考核基本知識。1、金剛石晶體的結(jié)合類型是典型的-晶體, 它有- 支格波。2、晶格常數(shù)為a的體心立方晶格，原胞體積為 -。3、晶體的對稱性可由 - 點(diǎn)群表征，晶體的排列可分為 -種布喇菲格子，其中六角密積結(jié)構(gòu)- 布喇菲格子。4、兩種不同金屬接觸后,費(fèi)米能級高的帶- 電，對導(dǎo)電有貢的是- 的電子。5、固體能帶論的三個基本近似-、_-、-一、判斷題（102分）目的:考核基本知識。1、解理面是面指數(shù)高的晶面。 （-）12、面心立方晶格的致密度為6 （-）3、二維自由電子氣的能態(tài)密度

N~E12

。 （-）4、晶格振動的能量量子稱為聲子。 （-）5、 長聲學(xué)波不能導(dǎo)致離子晶體的宏觀極化。（-）二、簡答題（205分）1、波矢空間-（或倒易空間）有何關(guān)系? 為什么說波矢空間的狀態(tài)點(diǎn)是準(zhǔn)連續(xù)的?2、在甚低溫下, 德拜模型為什么與實(shí)驗(yàn)相符?3、解釋導(dǎo)帶、滿帶、價帶和帶隙4、金屬自由電子論與經(jīng)典理論對金屬熱電子發(fā)射的功函數(shù)的微觀解釋有何不同，為什么？三、計算題（2010分）1、已知某晶