固体物理期末考试试题2013-2019合集

固体物理2015级（17-18）一、填空题1.原胞是指_______2.Cu是_______结构，Fe是_______结构，Zn是_______结构，Si是_______结构3.晶格最紧密排列的两种方式是_______和_______，他们的配位数都是_______4.闪锌矿结构是由两种_______简单子晶格沿着_______移动1/4长度套构而成，其原胞内有_______个原子。对于给定的波矢q，闪锌矿结构晶体有_______支声学波，_______支光学波，与Si相比，GaAs具有更好的发光效率，因为GaAs是_______能带结构。5.纤锌矿结构是由六角密排子晶格结构沿C轴平移套构而成，其原胞内有_______个原子。6.晶格常数为a的简单立方晶格的（101）面间距是_______7.晶格常数为a的Cu晶体原胞体积为_______8.晶格轴旋转_______以及它的倍数而不变时，为旋转轴对称，晶体只有1,2,3_______五种旋转对称轴。9.写出图中立方晶格阴影晶面的晶面指数。【跟往年卷不同的是最后一个截距为2,3,2】10.共价结合的两个特征_______和_______，离子结合要求正负离子_______排列，金属性结合是电子_______，范德瓦尔斯结合是一种_______。11.声子是_______，其能量为_______12.能带理论中的近自由近似把电子在_______中的运动看成是零级近似，把_______看作微扰，晶体中能带的形成是由于_______调制的结果13．能带底的电子有效质量为_______，价带顶的空穴有效质量为_______【填正负】二、选择题1.Au晶体的倒格子是（）A面心立方B体心立方C六角密排D简单立方2.由异种原子结合的GaAs，其结合（）A也是单纯的共价结合B离子性结合C共价结合中带有离子键D离子性结合中带共价键3.原胞长度为2a，原子数为N的一维双原子链的q限制在（），为满足波恩卡曼条件，q应为（）A-π/2a～π/2a，πh/naB-2π/a~2π/a，πh/naC-π/2a～π/2a，2πh/naD没有限制4.有关晶格振动热容的爱因斯坦量子理论，错误的是（）A．认为晶格振动是相互独立的B.在低温下理论值比实验值下降得要慢C．高温下与经典热容理论结果相符D．反映了晶格热容在低温下的变化趋势5.对于一维双原子链，在长波极限q→0下，相邻的A、B原子在声学波及光学波中振动方向分别是A相同，相同B相反，相同C相同，相反D相反，相反6.从能带论的观点看，绝缘体和半导体的导带都是（），而导体的导带（）【全空，部分空】7.金属晶体晶格大小的数量级（），（）可以测定晶格结构A10^（-12），x射线B10^（-8），可见光C10^（-10），电子射线D10^（-10），x射线8.半导体发光二极管LED的发光机理是：在加正向偏压下，N型导带中的电子向下跃迁与P型价带中的空穴复合，并以光子的形式释放能量，发光的颜色只与（）有关。A电子密度B材料性质C所加的电压D带隙宽度9.低温极限下，二维晶格的热容与（）成正比A.T³B.T²C.T三、简答1.离子晶体的结合特点，说出两种离子晶体2.德拜理论的出发点是什么？为什么在极低温下才成立？3.为什么满带中不产生宏观电流？四、计算1.面心立方晶格中球的体积占总体积之比2.计算面积为S的二维金属自由电子能态密度3.（1）用紧束缚近似求一维单原子链的能级结构及带宽（2）求电子波包速度，给出能带顶和能带底的速度（3）求电子有效质量，给出能带顶和能带底的有效质量

固体物理2014级（16-17）一、填空题（25’）1.原胞的定义是指___________________________________2.晶格最紧密排列的两种方式是_______和_______，他们的配位数（最近邻原子个数）都是_______3.写出图中立方晶格阴影部分晶面的晶面指数。4.第二代半导体材料GaAs是闪锌矿结构，其晶格结构特点是由Ga和As各自的_______子晶格沿_______平移1/4长度套构而成，其原胞内有_______个原子，对于给定的波矢q，GaAs有_______支声学波，_______支光学波，与Si相比，GaAs具有更好的发光效率，因为GaAs是_______能带结构。5.共价结合的两个重要特点是_______和_______，离子结合要求正、负离子_______排列，金属性结合是电子的“______________”，范德瓦尔斯结合是一种_______感应作用。6.声子是_____________________，其能量为_______7.能带理论中的近自由近似把电子在_______中的运动看成是零级近似，把_______看作微扰，晶体电子能带的形成是由于_______调制的结果二、选择题（20’）1.Fe晶体的倒格子是（）A面心立方B简单立方C六角密排D体心立方2.晶格常数为a的Cu晶体的简约（第一）布里渊区的体积等于A)32π3/a3B)3.晶格常数为a的简单立方晶格的（101）面间距为A)2a/2B)a/2C)a/4.共价结合是一种较强的结合，Si元素晶体就是典型的共价结合，而对于由异种原子结合的Ⅲ-Ⅴ族化合物GaAs，其结合（）A也是单纯的共价结合B离子性结合C共价结合中带有离子键D离子性结合中带共价键5.晶格常数为a的一维单原子链的第一布里渊区的波矢范围是A)-πa<q≤πa6.有关晶格振动热容的爱因斯坦量子理论，错误的是（）A．认为晶格振动是相互独立的B.在低温下理论值比实验值下降得要慢C．高温下与经典热容理论结果相符D．反映了晶格热容在低温下的变化趋势7.在能带理论中，由于周期性势场的微扰，一维单原子链在波矢k=（）处形成带A)nπ/aB)nπ8.从能带论的观点看，绝缘体和半导体的导带都是（），而金属导体的导带是（）A全空，部分空B全空，全空C部分空，全空D部分空，部分空9.关于电子有效质量，下列说法错误的是A反映了晶格周期性势场对运动电子的影响B具有张量的形式C是波矢k的函数D在能带顶，电子有效质量为正10.关于空穴，下列说法错误的是A具有正的电量B具有正的有效质量C空穴是指近满带底附近空的状态D空穴能导电，与电子导电一起，称为电子-空穴混合导电三、简答题（15’）1.说明共价晶体的结合特点，并列举两种典型的共价晶体2.说明爱因斯坦量子热容理论的缺陷以及导致缺陷的原因3.说明为什么满带中电子的运动不会产生宏观电流。四、计算题（40’）1.计算面心立方晶体结构中，小球所占体积与总体积之比x。2．计算德拜近似下，二维正方晶格（面积为S）的振动模式密度g（ω）3.理想面心立方晶格的（100）表面是二维的正方格子，试求（1）画出二维正方格子（晶格常数a）的第一、二、三布里渊区（2）在紧束缚近似下，应用Ek=εi-J0-R（3）计算在能带项和能带底的电子有效质量m

固体物理2013级（15-16）5．eikru6.费米能是0温度下电子占据的_______7.光子优越的原因_______8.长光学波主要是两种原子之间的_______9.GaAs的发光效率比Si高的原因是_______13.电子在k空间按_______分布函数分布，公式为_______14.金属晶体中，电子被_______18.色散关系在k~0处近似为ω=cq的晶格振动称为_______19.晶格电子能量和自由电子能量接近，在布里渊区和边界位置有_______20.晶格振动可解释为晶体热容量的低温行为，爱因斯坦假设晶体格波为_______三、简述1.用中子非弹性散射测量声子谱的原理2.周期函数的傅里叶变换Fr=G3.an=Ce4.已知格波为μn=q四、计算1.已知二维正方晶格的态密度公式NE=S2.把紧束缚近似的结果Ek=ε

固体物理2012级（14-15）一、填空题（25’）1.原胞的定义是指___________________________________2.晶格最紧密排列的两种方式是_______和_______，他们的配位数（最近邻原子个数）都是_______3.写出图中立方晶格阴影部分晶面的晶面指数。4.由碳原子构成金刚石是_______（简单或复式）晶格，其结构特点是每个碳原子与_______个最近邻碳原子构成一个_______，其布拉伐格子是_______，其原胞内有_______个碳原子，对于给定的波矢q，金刚石有_______支声学波、_______支光学波，金刚石是典型的_______结合，该结合形式的两个重要特点是_______和_______。5.晶体中共有_______种布拉伐格子，_______个晶系。6.声子是____________________________，其能量为_______。7.晶体电子能带的形成是由于_______调制的结果二、选择题（20’）1.Fe晶体的倒格子是（）A面心立方B简单立方C六角密排D体心立方2.晶格常数为a的Cu晶体的简约（第一）布里渊区的体积等于A)32π3/a3B)3.晶格常数为a的简单立方晶格的（101）面间距为A)2a/2B)a/2C)a/4.共价结合是一种较强的结合，Si元素晶体就是典型的共价结合，而对于由异种原子结合的Ⅲ-Ⅴ族化合物GaAs，其结合（）A也是单纯的共价结合B离子性结合C共价结合中带有离子键D离子性结合中带共价键5.在排斥势不变的情况下，离子电荷增加一倍将使NaCl离子晶体的晶格常数变（），而结合能将变（）A宽，小B窄，大C宽，大D窄，小6.对于一维单原子链，由波恩-卡曼条件，波矢q取（）（其中J取整数）。A)πl/NaB)2πl/Na7.有关晶格振动热容的爱因斯坦量子理论，错误的是（）A．认为晶格振动是相互独立的B.在低温下理论值比实验值下降得要慢C．高温下与经典热容理论结果相符D．反映了晶格热容在低温下的变化趋势8.在能带理论中，由于周期性势场的微扰，一维单原子链在波矢k=（）处形成带A)nπ/aB)nπ9.关于电子有效质量，下列说法错误的是A反映了晶格周期性势场对运动电子的影响B具有张量的形式C是波矢k的函数D在能带顶，电子有效质量为正10.关于空穴，下列说法错误的是A具有正的电量B具有正的有效质量C空穴是指近满带底附近空的状态D空穴能导电，与电子导电一起，称为电子-空穴混合导电三、简答1.说明长波极限下一维双原子链光学波和声学波的振动特点2.说明爱因斯坦量子热容理论的缺陷和导致缺陷的原因3.说明为什么满带中电子的运动不会产生宏观电离流。四、计算1.计算面积为S的二维金属自由电子的能态密度N(E)2.理想面心立方晶格的（100）表面是二维的正方格子，试求（1）画出二维正方格子（晶格常数a）的第一、二、三布里渊区（2）在紧束缚近似下