固体物理试卷2

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 。

2． 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

的

两

种

原

胞

是

3．声子是 ，其能量为 ，动量为 。

二、选择题 （共24分，每题3分） 1.单质半导体的晶体结构类型是（ ）。

A、金刚石型结构 B、闪锌矿型结构 C、钙钛矿结构 D、密堆积结构

2.晶体中的点缺陷不包括( )。 A、肖特基缺陷 B、佛伦克尔缺 C、自填隙原子 D、堆垛层错 3.布里渊区的特点包括( ) A、各个布里渊区的形状都不相同

B、各布里渊区经过适当的平移，都可移到第一布里渊区 且与之重合

C、每个布里渊区的体积都不相等

D、晶体结构的布喇菲格子虽然相同，但其布里渊区形状 却不会相同

4.量子自由电子论是建立在（ ）的基本假设之上的。 A、 周期性势场 B、恒定势场 C、无势场 5.金刚石结构是由( )

A、由二套面心格子沿体对角线方向滑1/4长度套构而 成

B、由二套简单立方格子沿体对角线方向滑1/4长度套构 而成

C、由二套体心立方格子沿体对角线方向滑1/4长度套构 而成

D、由一套体心格子和一套面心格子沿体对角线方向滑 1/4长度套构而成

6.根据能带的能量是波矢的周期函数的特点，能带的表示图式可以有三种。以下不正确的是( )。 A、简约区图式 B、扩展区图式 C、反复图式 D、单一图式

7.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 （ ）。

A、相等 B、大于 C、小于 D、不一定 8.氯化钠晶体结构是由( )

A、由二套面心格子沿体对角线方向滑1/4长度套构而 成

B、由二套面心立方格子沿晶轴方向滑1/2长度套构而 成

C、由二套体心立方格子沿体对角线方向滑1/4长度套构 而成

D、由一套体心格子和一套面心格子沿体对角线方向滑1/4 长度套构而成

三、问答题（共46分）

1.晶体有哪几种结合类型？简述晶体结合的一般性质。（6分） 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?（10分）

3.什么是热缺陷？简述肖特基缺陷和弗仑克尔缺陷的特点。（10分）

4.简述空穴的概念及其性质.（10分）

5.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时可以不考虑电子对比热的贡献在低温时必须考虑？（10分） 答案

填空（共30分，每空2分）

1. Si晶体是复式格子，由两个面心立方结构的子晶格沿体对角线位移1/4套构而成；其固体物理学原胞包含8个原子，其固体物理学原

aaaa1(jk)a2(ik)a3(ij)222胞基矢可表示，, 。假设其结晶学13a3

原胞的体积为a，则其固体物理学原胞体积为4。

2． 由完全相同的一种原子构成的格子，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

2(ij)aibj2ij{0(ij)，由倒格子基矢Khl1b1l2b2l3b3（l1, l2, l3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；由若干个布拉菲格子套构而成的格子称为复式格子。最常见的两种原胞是固体物理学原胞和结晶学原胞。

3．声子是格波的能量量子，其能量为ħ，动量为ħq 选择

1.单质半导体的晶体结构类型是（ A ）。

A、金刚石型结构 B、闪锌矿型结构 C、钙钛矿结构 D、密堆积结构 2.晶体中的点缺陷不包括( D )。 A、肖特基缺陷 B、佛伦克尔缺 C、自填隙原子 D、堆垛层错 3.布里渊区的特点包括( B ) A、各个布里渊区的形状都不相同

B、各布里渊区经过适当的平移，都可移到第一布里渊区 且与之重合

C、每个布里渊区的体积都不相等

D、晶体结构的布喇菲格子虽然相同，但其布里渊区形状 却不会相同

4.量子自由电子论是建立在（ B ）的基本假设之上的。 A、 周期性势场 B、恒定势场 C、无势场 5.金刚石结构是由( A )

A、由二套面心格子沿体对角线方向滑成

1/4长度套构而

B、由二套简单立方格子沿体对角线方向滑1/4长度套构 而成

C、由二套体心立方格子沿体对角线方向滑1/4长度套构 而成

D、由一套体心格子和一套面心格子沿体对角线方向滑 1/4长度套构而成

6.根据能带的能量是波矢的周期函数的特点，能带的表示图式可以有三种。以下不正确的是( D )。 A、简约区图式 B、扩展区图式 C、反复图式 D、单一图式

7.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 （ A ）。

A、相等 B、大于 C、小于 D、不一定 8.氯化钠晶体结构是由( B )

A、由二套面心格子沿体对角线方向滑成

B、由二套面心立方格子沿晶轴方向滑1/2长度套构而 成 C、由二套体心立方格子沿体对角线方向滑1/4长度套构 而成

D、由一套体心格子和一套面心格子沿体对角线方向滑1/4 长度套构而成

1/4长度套构而

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之间遵从相同的定性规律。

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。肖特基缺陷是晶体内部格点上的原子（或离子）通过接力运动到表面格点的位置后在晶体内留下空位；弗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，同时在原来的格点位置留下空位，二者成对出现。

5.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时可以不考虑电子对比热的贡献在低温时必须考虑？ 答：在量子理论中，大多数电子的能量远远低于费米能量EF ，由于受到泡利不相容原理的限制，不能参与热激发，只有在EF附近约KBT范围内电子参与热激发，对金属的比热有贡献。CVe=T

在高温时CVe相对CVl 来说很小可忽略不计；在低温时，晶格振动的比热按温度三次方趋近于零，而电子的比热与温度一次方正比，随温度下降变化缓慢，此时电子的比热可以和晶格振动的比热相比较，不能忽略。