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（1 0 1）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/na B -2π/a~2π/a，πh/na C -π/2a～π/2a，2πh/na D 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 A 10^（-12），x射线 B 10^（-8），可见光 C 10^（-10），电子射线 D 10^（-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. T3 B. T2 C. 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)32??3/??3 B) 16??3/??3 C)??3/2 D) ??3/4
3. 晶格常数为a的简单立方晶格的（1 0 1）面间距为 A) 2??/√2 B) ??/√2 C) ??/√3 D) 2??/√3
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) ?
??
??
????2????
2????
C) ?
??2??
??2??
D)任意
6. 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)????/?? B) ????/2?? C) 2????/?? D) 3????/??
8. 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（1 0 0）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??(→)=???????0?∑????=近邻??(→)??
??
????
???→?→
??????
（只考虑四个近邻格点），计算二维正方
格子的s态电子对应的能带E(k)及带宽ΔE （3）计算在能带项和能带底的电子有效质量???
固体物理2013级（15-16）
5．????????????(??)，其中????(??+??)=_______ 6. 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??(??)=∑????(??)????????，其中G一定是倒格矢 3. ????=????????????正好使函数??(→)=∑??????????(→?????)满足布洛赫波的特征
??
??
4. 已知格波为????=(??)=????????(???????)与波矢为??+下作图。 四、计算
4????
的格波在晶格上的振动作比较并给出结论，有必要情况1. 已知二维正方晶格的态密度公式??(??)=2??2∫?????????，假设电子为近自由电子，计算其N(E)
2. 把紧束缚近似的结果????=?????∑?????????????(????)用于二维正方晶格，该晶格常数为a，只考虑近邻和次近邻。
????????
固体物理期末考试试题2013-2019合集
