| 显示联大系统周口师范学院固体物理学所有答案 |
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几何结构因子
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答案是：原胞内所有原子在某一方向上引起的散射波的总振幅与某一电子在该方向上所引起的散射波的振幅之比。
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[简答题,10分] 以在P型材料形成的PN结为例，简述光生伏特效应?
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答案是：利用扩散掺杂的方法，在P型半导体的表面形成一个薄的N型层，在光的照射下，在PN结及其附近产生大量的电子和空穴对，在PN结附近一个扩散长度内，电子－空穴对还没有复合就有可能通过扩散达到PN结的强电场区域（PN结自建电场），电子将运动到N型区，空穴将运动到P型区，使N区带负电、P区带正电，在上下电极产生电压——光生伏特效应。
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[简答题,10分] 什么是非平衡载流子？
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答案是：在热平衡下，半导体中的杂质电子，或价带中的电子通过吸收热能，激发到导带中（载流子的产生），同时电子又可以回落到价带中和空穴发生复合（载流子的复合），最后达到平衡时，载流子的产生率和复合率相等，电子和空穴的浓度有了一定的分布。电子和空穴的浓度满足：在外界的影响作用下，电子和空穴浓度可能偏离平衡值。如本征光吸收将产生电子—空穴对。即有：——称为非平衡载流子
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[简答题,10分] 以对Si掺入As后形成的N型半导体为例，简述掺杂对半导体导电能力的影响。
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答案是：对纯的半导体材料掺入适当的杂质，也能提供载流子。在Si掺入As后形成的N型半导体，杂质在带隙中提供带有电子的能级，能级略低于导带底的能量，和价带中的电子相比较，很容易激发到导带中形成电子载流子。
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[填空题,10分] 含有N个原胞的晶体,其简约布里渊区含有的波矢数目是()，其状态数密度为（）.
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答案是：N|V/(2π)
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能带
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答案是：晶体中由于电子的共有化使本来处于同一能量状态的电子产生微小差异，与此对应的能级扩展为准连续的能级而形成能带。
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倒格子空间
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答案是：指由倒易点阵基矢所张的空间，又叫倒易空间。其中每个倒格子基矢与正格子的一个基矢的模成反比且与另外两个正格矢正交。
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非简谐效应
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答案是：在晶格振动势能中考虑高于位移二次项的影响，用以讨论热膨胀和晶格热导率
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[简答题,10分] 简述金属接触电势差的形成？
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答案是：两块不同的金属A和B相互接触，由于两块金属的费米能级不同，当相互接触时可以发生电子交换，电子从费米能级较高的金属流向费米能级较低的金属，使一块金属的接触面带正电（电子流出的金属），使另一块金属的接触面带负电（电子流入的金属），当两块金属达到平衡后，具有相同的费米能级，电子不再流动交换。因此在两块金属中产生了接触电势差。
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[简答题,10分] 为什么在绝对零度时，金属中的电子仍然具有较高的能量？
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答案是：温度时：电子的平均能量（平均动能）：，电子仍具有相当大的平均能量。因为电子必须满足泡利不相容原理，每个能量状态上只能容许两个自旋相反的电子。这样所有的电子不可能都填充在最低能量状态。
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[简答题,10分] 为什么温度较低时可以必须考虑电子对固体热容量的贡献？
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答案是：在低温范围下，晶格振动的热容量按温度的3次方趋于零，而电子的热容量与温度1次方成正比，随温度下降变化比较缓慢，此时电子的热容量可以和晶格振动的热容量相比较，不能忽略。
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[填空题,10分] 对于由N个原胞组成一维单原子链,由周期性边界条件可知,晶格振动波矢的个数是().
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答案是：N
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[填空题,10分] 含有N个原胞的晶体,其简约布里渊区含有的波矢数目是()，其状态数密度为（）.
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答案是：N|V/(2π)
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[填空题,10分] 作为固体能带论基础的三个基本近似是()近似、()近似和()近似.
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答案是：绝热|近自由电子|周期场
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霍尔效应
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答案是：在金属z向加一个磁场，y向加一个电场，则在x方向产生电势差即霍尔电压
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结合能
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答案是：结晶所需要的能量，等于原子处于自由状态的总能量-成键后晶体的总能量
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费米能级
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答案是：温度趋于0时费米子系统的化学势
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爱因斯坦模型
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答案是：爱因斯坦提出计算固体热容的模型，假设N个原子构成的晶体所有的格波都以w（常数）振动，最后得出的结果与高温时的实验结果温和较好
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[简答题,10分] 简述满带中的电子在外场作用下不产生电流的原因。
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答案是：有外场E时，所有的电子状态以相同的速度沿着电场的反方向运动。在满带的情形中，电子的运动不改变布里渊区中电子的分布。所以在有外场作用的情形时，满带中的电子不产生宏观的电流。
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[简答题,10分] 简述导带中的电子在外场作用下产生电流的原因。
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答案是：导带中只有部分状态被电子填充，外场的作用会使布里渊区的状态分布发生变化。所有的电子状态以相同的速度沿着电场的反方向运动，但由于能带是不满带，逆电场方向上运动的电子较多，因此产生电流。
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[简答题,10分] 什么是空穴？
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答案是：个空的e状态的近满带中所有电子运动形成的电流和一个带正电荷，以状态电子速度运动的粒子所产生的电流相同。这个空状态称为空穴。
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[填空题,10分] 在导体中,除去完全充满的一系列能带外,还有未被电子完全充满的能带，称之为().
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答案是：导带
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[填空题,10分] 与晶列l1l2l3垂直的倒格面的面指数是().
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答案是：l1l2l3
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[填空题,10分] 主要靠电子导电的半导体,称为()型半导体；主要靠空穴导电的半导体,称为()型半导体.
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答案是：N|P
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德拜模型
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答案是：德拜提出的计算固体热容得模型，用连续介质波代替格波，w=cq的关系，在第一布里渊区积分视为在等效的德拜球中积分，最后得到固体热容，低温时与T的三次方正比，与实验温和很好
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布拉格反射
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答案是：行进平面波在布里渊区边界上发生发生反射产生散射平面波，布拉格定律用公示表达为：2dsinθ=nλ
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晶面指数
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答案是：某一晶面把基矢分别分成h1h2h3等分h1h2h3为米勒指数，互质化以后为该晶面的晶面指数
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原胞
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答案是：布拉维格子的周期重复单元，有惯用原胞（能反映点对称性的周期性重复单元），初基原包（Bravais格子中体积最小的周期性重复单元，一般为平行六面体）和WS原包（体积最小又能反映点对称性的周期性重复单元）
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[简答题,10分] 简述紧束缚近似模型的思想和主要结论。
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答案是：紧束缚近似方法的思想：电子在一个原子（格点）附近时，主要受到该原子势场的作用，而将其它原子（格点）势场的作用看作是微扰，将晶体中电子的波函数近似看成原子轨道波函数的线性组合，这样可以得到原子能级和晶体中能带之间的关系。一个原子能级εi对应一个能带，不同的原子能级对应不同的能带。当原子形成固体后，形成了一系列的能带。能量较低的能级对应内层电子，其轨道较小，原子之间内层电子的波函数相互重叠较少，所以对应的能带较窄。能量较高的能级对应外层电子，其轨道较大，原子之间外层电子的波函数相互重叠较多，所以对应的能带较宽。
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[简答题,10分] 根据能带理论简述金属、半导体和绝缘体的导电性；
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答案是：对于金属：电子在能带中的填充可以形成不满带，即导带，因此它们一般是导体。对于半导体：从能带结构来看与绝缘体的相似，但半导体禁带宽度较绝缘体的窄，依靠热激发即可以将满带中的电子激发到导带中，因而具有导电能力。对于绝缘体：价电子刚好填满了许可的能带，形成满带。导带和价带之间存在一个很宽的禁带，所以在电场的作用下没有电流产生。
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[简答题,10分] 什么是固体比热的德拜模型？并简述计算结果的意义。
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答案是：德拜提出以连续介质的弹性波来代表格波，将布喇菲晶格看作是各向同性的连续介质，有1个纵波和2个独立的横波。
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[填空题,10分] 一个简单立方晶格在第一布里渊区顶角上的一个自由电子动能是该区面心上的自由电子动能的()倍.
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答案是：3
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[填空题,10分] 一个二维正方晶格在第一布里渊区顶角上的一个自由电子动能是该区边界中点动能的()倍.
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答案是：2
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[填空题,10分] 由一种原子构成的体心立方晶格中,其晶胞包含()个原子,原胞包含()个原子.
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答案是：2|1
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布里渊区
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答案是：在空间中倒格矢的中垂线把空间分成许多不同的区域，在同一区域中能量是连续的，在区域的边界上能量是不连续的，把这样的区域称为布里渊区
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点缺陷的分类
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答案是：晶体点缺陷：①本征热缺陷：弗伦克尔缺陷，肖脱基缺陷②杂质缺陷：置换型，填隙型③色心④极化子
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声子
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答案是：晶格简谐振动的能量化，以hvl来增减其能量，hvl就称为晶格振动能量的量子叫声子
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复式格子
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答案是：晶体由两种或者两种以上的原子构成，而且每种原子都各自构成一种相同的布拉菲格子，这些布拉菲格子相互错开一段距离，相互套购而形成的格子称为复式格子，复式格子是由若干相同的布拉菲格子相互位移套购而成的
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[简答题,10分] 什么是声子？
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答案是：晶格振动的能量量子。在晶体中存在不同频率振动的模式，称为晶格振动，晶格振动能量可以用声子来描述，声子可以被激发，也可以湮灭。
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[简答题,10分] 何谓极化声子?何谓电磁声子?
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答案是：长光学纵波引起离子晶体中正负离子的相对位移,离子的相对位移产生出宏观极化电场,称长光学纵波声子为极化声子.长光学横波与电磁场相耦合,使得它具有电磁性质,人们称长光学横波声子为电磁声子.
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[简答题,10分] 长声学格波能否导致离子晶体的宏观极化?
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答案是：长光学格波所以能导致离子晶体的宏观极化,其根源是长光学格波使得原胞内不同的原子(正负离子)产生了相对位移.长声学格波的特点是,原胞内所有的原子没有相对位移.因此,长声学格波不能导致离子晶体的宏观极化.
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[填空题,10分] 晶体中电子的许可能级是由一定能量范围内准连续分布的能级组成的能带.相邻两个能带之间的能量范围称为().
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答案是：禁带
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[填空题,10分] 原子是依靠相互作用结合成固体,一般固体的结合可以概括为()结合、()结合、()结合和()结合四种基本形式.
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答案是：离子性|共价|金属性|范德瓦尔斯
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[填空题,10分] ()波描述晶体原胞质心振动状态,()波描述原胞中两个原子的相对振动.
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答案是：声学|光学
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布拉菲格子
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答案是：晶体由完全相同的原子组成，原子与晶格的格点相重合而且每个格点周围的情况都一样
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固体物理学元胞
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答案是：选取体积最小的晶胞，称为元胞：格点只在顶角，内部和面上都不包含其他格点，整个元胞只含有一个格点：元胞的三边的平移矢量称为基本平移矢量（或者基矢）；突出反映晶体结构的周期性
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致密度
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答案是：晶胞内原子所占体积与晶胞总体积之比称为点阵内原子的致密度
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配位数
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答案是：可用一个微粒周围最近邻的微粒数来表示晶体中粒子排列的紧密程度，称为配位数
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[简答题,10分] 长光学支格波与长声学支格波本质上有何差别?
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答案是：长光学支格波的特征是每个原胞内的不同原子做相对振动,振动频率较高,它包含了晶格振动频率最高的振动模式.长声学支格波的特征是原胞内的不同原子没有相对位移,原胞做整体运动,振动频率较低,它包含了晶格振动频率最低的振动模式,波速是一常数.任何晶体都存在声学支格波,但简单晶格(非复式格子)晶体不存在光学支格波.
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[简答题,10分] 什么叫简正振动模式？简正振动数目、格波数目或格波振动模式数目是否是一回事？
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答案是：为了使问题既简化又能抓住主要矛盾，在分析讨论晶格振动时，将原子间互作用力的泰勒级数中的非线形项忽略掉的近似称为简谐近似.在简谐近似下,由N个原子构成的晶体的晶格振动,可等效成3N个独立的谐振子的振动.每个谐振子的振动模式称为简正振动模式,它对应着所有的原子都以该模式的频率做振动,它是晶格振动模式中最简单最基本的振动方式.原子的振动,或者说格波振动通常是这3N个简正振动模式的线形迭加.简正振动数目、格波数目或格波振动模式数目是一回事,这个数目等于晶体中所有原子的自由度数之和,即等于3N.
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[简答题,10分] 原子结合成晶体时，原子的价电子产生重新分布，从而产生不同的结合力，分析离子性、共价性、金属性和范德瓦耳斯性结合力的特点。
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答案是：离子性结合：正、负离子之间靠库仑吸引力作用而相互靠近，当靠近到一定程度时，由于泡利不相容原理，两个离子的闭合壳层的电子云的交迭会产生强大的排斥力。当排斥力和吸引力相互平衡时，形成稳定的离子晶体；共价性结合：靠两个原子各贡献一个电子，形成所谓的共价键；金属性结合：组成晶体时每个原子的最外层电子为所有原子所共有，因此在结合成金属晶体时，失去了最外层（价）电子的原子实“沉浸”在由价电子组成的“电子云”中。在这种情况下，电子云和原子实之间存在库仑作用，体积越小电子云密度越高，库仑相互作用的库仑能愈低，表现为原子聚合起来的作用。范德瓦耳斯性结合：惰性元素最外层的电子为8个，具有球对称的稳定封闭结构。但在某一瞬时由于正、负电中心不重合而使原子呈现出瞬时偶极矩，这就会使其它原子产生感应极矩。非极性分子晶体就是依靠这瞬时偶极矩的互作用而结合的。
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[填空题,10分] 固体物理中可以用独立的简谐振子的振动来描述格波的独立模式，晶格振动中格波的能量量子称为().
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答案是：声子
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[填空题,10分] 位错是一种线缺陷,典型的位错有两种,一是()位错,二是()位错.
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答案是：刃型|螺旋
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[填空题,10分] 在晶体的X射线衍射工作中,原子内所有电子的散射波的振幅的几何和与一个电子的散射波的振幅之比称为()因子;一个原胞内所有原子的散射波,在所考虑的方向上的振幅与一个电子的散射波的振幅之比,称为()因子.
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答案是：原子散射|几何结构
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密勒指数
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答案是：某一晶面分别在三个晶轴上的截距的倒数的互质整数比称为此晶面的密勒指数
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晶体的对称性
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答案是：指晶体经过某些对称操作后，仍能恢复原状的特性。（有轴对称，面对称，体心对称即点对称）
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晶体的周期性和对称性
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答案是：晶体中微粒的排列按照一定的方式不断的做周期性重复，这样的性质称为晶体结构的周期性。
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格点
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答案是：微粒重心所处的位置称为晶格的格点（或结点）
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[简答题,10分] 晶体中的位错线有几种类型？各有什么特点？
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答案是：两种；刃位错，螺位错，前者特点：位错线垂直于滑移方向。后者特点：位错平行于滑移方向。
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[简答题,10分] 可以测定晶格振动色散关系的实验方法有哪些？
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答案是：中子的非弹性散射、X射线散射、光的散射、布里渊区散射、刺曼散射。
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