固体物理复习提纲分析

合集下载

《固体物理》复习大纲

《固体物理》复习大纲

«固体物理»复习大纲招生专业:凝聚态物理/材料物理与化学固体物理学的基本内容(专题除外), 主要有:晶体结构, 晶体结合, 晶格振动和晶体热学性质, 晶体的缺陷, 金属电子论和能带理论.主要参考书目: 1. 黄昆, 韩汝琦, 固体物理学, 高教出版社2. 陆栋, 蒋平, 徐至中, 固体物理学, 上海科技出版社3. 朱建国, 郑文琛等, 固体物理学, 科学出版社«新型功能材料»复习大纲招生专业:材料物理与化学/光学工程一、复习大纲1,材料、新材料的重要性;2,材料科学、材料工程、材料科学与工程的学科形成与学科内涵;3,材料科学与工程的“四要素”的内容;“四要素”间的相互关系(用图来表示);“四要素”在材料研究中的作用;(要求能结合具体材料事例予以说明)4,如何理解材料、特别是新材料是社会现代化的物质基础与先导;5,怎样区分结构材料和功能材料?新型功能材料的内涵是什么?6,了解新型功能材料中相关科学名词的解释,并能给出适当的例子,如:信息材料;光电功能材料;能源材料;高性能陶瓷;纳米材料;晶体材料;人工晶体(材料);压电材料;铁电材料;复合材料;梯度材料;智能材料与结构;材料设计;环境材料;低维材料;生物材料;非线形光学材料;光子晶体;半导体超晶格;等等;7,注意了解材料检测评价新技术的发展;注意了解材料的成分测定、结构测定、形貌观测的方法;材料无损检测评价新技术的发展概况;8,能结合具体的材料对象,给出材料的成分分析、原子价态分析、结构(含微结构)分析、形貌分析等所采用的主要技术,以及利用这些技术所得出的主要结果;9,对若干常用的分析技术,包括:X射线衍射分析(XRD),原子力显微镜分析(AFM),扫描电子显微镜分析(SEM),透射电子显微镜分析(TEM),俄歇电子能谱分析,X射线光电子能谱分析(XPS),核磁共振谱分析,等,能结合具体事例,阐述它们在材料物化结构分析中的作用和能解决的具体问题;10,材料科学技术是一门多学科交叉的前沿综合性学科;材料科学技术的学科内涵极为丰富;当代材料科学技术正在飞速发展,其主要发展趋势可以归纳为8个方面。

期末固体物理复习纲要

期末固体物理复习纲要

《固体物理基础》复习纲要固体物理考试灵活性大:考试以理解、计算等知识点为主,概念性、模型等建立过程为次要(老师默认尔等已掌握,即必须掌握,但不是考试重点)。

请大家深入复习,不要仅着手于记表面知识,靠背不是王道。

考试大纲(依据老师上课讲解重点及答疑课口述整理):范围:第1章——第6章第2节重点为三、四、五章,以下为各章重点:●第一章晶体结构1.基元选择(原则);2.初基原胞、惯用原胞的判断,W-S原胞的画法;3.几种对称操作;4.晶向指数、晶面指数的计算(分清晶面指数、弥勒指数之间的区别及各自的适用空间,P38,习题8),面密度的计算;5.正→倒空间的基矢转换,及正、倒格子中的几个重要公式;6.产生极大衍射条纹的条件、布拉格定律、劳厄方程;●第二章1.U、F关于r的关系曲线图及U、F间的关系;2.几种不同的晶体结构及各化学键的特点;●第三章1.一维单原子链晶格振动模型a)两个近似假设;b)玻恩—卡曼边界性条件及结论;c)格波数计算;d)色散关系(ω~q);e)波极限下的色散关系(ω~q);2.一维双原子链晶格振动a)取“-”号时,为声学支格波;取“+”号时,为光学支格波。

声学支格波具有q=0时,的特征;光学支具有q=0时,的特征。

b)格波数的讨论及结论,长波极限情况,q取值范围等(类比于单原子链);3.三维晶格振动类比于一维单原子链、双原子链的振动,掌握三维晶格振动的结论(格波数!)4.格波态密度g(ω)(ω空间的讨论)一维:等频点;二维:等频面(圆面);三维:等频面(球面);先计算g~~的关系,再由ω~q关系得关系,做代换,得格波态密度函数g(ω);5.量子化及声子的引入,平均声子数的概念及一定温度T不同频率格波的平均声子数图形(典型图);6.热容a)德拜定律:低温下固体热容与成正比,C、U、T关系式;b)爱因斯坦模型,爱因斯坦温度的计算;c)德拜模型,德拜温度的计算;d)两个模型的对比,及温度适用范围;第四章1.德布罗意公式:E=·ω;P=;2.费米a)能态密度的计算(单位能量间隔中电子状态数),类比于格波态密度,等频面转换为等能面;思考:ε为动能函数,为能态密度,为费米—狄拉克分布函数,表示什么?三维下与E的关系,一维、二维的;注意:电子自旋分上、下两种,所以计算电子状态数应×2;b)费米—狄拉克分布公式,及费米—狄拉克分布典型图;c)费米能级的计算;d)费米面的理解;三维波矢空间,自由电子的费米面为一球面,球半径为费米波矢;3.索末菲自由电子气模型a)索末菲模型的建立及几个假设(理解);b)索末菲自由电子气模型下的C、U、T关系;c)电子热容与温度T成正比(在温度稍高于热力学绝对零度即条件下成立);德拜模型是讲述晶格热容与T的关系,描述声子气体热容;索末菲模型讨论电子热容对C的贡献,描述电子气热容规律。

固体物理期末复习提纲终极版

固体物理期末复习提纲终极版

固体物理期末复习提纲终极版《固体物理》期末复习要点第一章1.晶体、非晶体、准晶体定义晶体:原子排列具有长程有序的特点。

非晶体:原子排列呈现近程有序,长程无序的特点。

准晶体:其特点是介于晶体与非晶体之间。

2.晶体的宏观特征1)自限性2)解理性3)晶面角守恒4)各向异性5)均匀性6)对称性7)固定的熔点3.晶体的表示,什么是晶格,什么是基元,什么是格点晶格:晶体的内部结构可以概括为是由一些相同的点在空间有规则地做周期性无限分布,这些点的总体称为晶格。

基元:若晶体有多种原子组成,通常把由这几种原子构成晶体的基本结构单元称为基元。

格点:格点代表基元的重心的位置。

4.正格和倒格之间的关系,熟练掌握典型晶体的倒格矢求法5.典型晶体的结构及基矢表示6.熟练掌握晶面的求法、晶列的求法,证明面间距公式7.什么是配位数,典型结构的配位数,如何求解典型如体心、面心的致密度。

一个粒子周围最近邻的粒子数称为配位数。

面心:12 体心:8 氯化铯(CsCl):8 金刚石:4 氯化钠(NaCl):68.什么是对称操作,有多少种独立操作,有几大晶系,有几种布拉维晶格,多少个空间群。

对称操作:使晶体自身重合的动作。

根据对称性,晶体可分为7大晶系,14种布拉维晶格,230个空间群。

9.能写出晶体和布拉维晶格10.了解X射线衍射的三种实验方法及其基本特点1)劳厄法:单晶体不动,入射光方向不变。

2)转动单晶法:X射线是单色的,晶体转动。

3)粉末法:单色X射线照射多晶试样。

11.会写布拉格反射公式12.什么是几何结构因子。

几何结构因子:原胞内所有原子的散射波,在所考虑方向上的振幅与一个电子的散射波的振幅之比。

第二章1.什么结合能,其定位公式晶体的结合能就是将自由的原子(离子或分子) 结合成晶体时所释放的能量。

2.掌握原子间相互作用势能公式,及其曲线画法。

3.什么叫电离能、亲和能、负电性电离能:中性原子失去电子成为价离子时所需要的能量。

电子亲和能:中性原子获得电子成为-1价离子时所放出的能量。

固体物理复习提纲

固体物理复习提纲

固体力学复习提纲2.晶格周期性,原胞,惯用晶胞所有晶格的共同特点就是具有周期性;晶格的原胞是指一个晶格最小的周期性单元;原胞选取是不唯一的,原则上讲只要是最小周期性单元都可以,但实际上各种晶格结构已有习惯的原胞选取的方式,这就是惯用晶胞。

3.简单晶格,复试晶格简单晶格指每个原胞只有一个原子,每个原子的周围情况完全相同;复式晶格包含两个或更多的原子。

3晶向(指数),晶面(指数)同一个格子可以形成方向不同的晶列,每一个晶列定义了一个方向,称谓晶向;如果从一个原子沿晶向到最近的原子的位移矢量为:l1α1+l2α2+l3α3则晶向就用l1 l2 l3来标志,写成[l1 l2 l3]。

布拉伐格子的格点还可以堪称分裂在平行等距的平面系上,这样的平面称为晶面;晶面指数是晶体的常数之一,是晶面在3个结晶轴上的截距系数的倒数比,当化为最简单的整数比后,所得出的3个整数称为该晶面的密勒指数。

4.晶体的对称性和点阵的基本类型晶体在某一正交变换下不变,就称这个变换为对称操作,对称操作越多,表明它的对称性越高;根据晶体的宏观对称性,布喇菲(Bravais)在1849年首先推导出14种空间点阵。

5.倒易点阵,布里渊区倒易点阵是由被称为倒易点或倒易点的点所构成的一种点阵,它也是描述晶体结构的一种几何方法,它和空间点阵具有倒易关系。

倒易点阵中的一倒易点对应着空间点阵中一族晶面间距相等的点格平面。

P176。

7.晶体内能,结合能,马德隆常数,平衡晶格常数。

[2-5],[2-14],[2-2][2-9]8.共价键形成原理两个原子各自贡献一个原子,形成共价键9,分子晶体的范德尔瓦斯结合,分子晶体的结合能依靠瞬时偶极距或固有偶极距而形成,结合力一般与r2成反比;[2-46][2-47]10.一维链的振动,单原子链,双原子链的振动方程,声学波,光学波,色散关系[3-21][3-50][3-55][3-23][11.格波概念,简正模式,简正坐标,声子概念,声子振动态密度.晶格具有周期性,因而,晶格的振动模具有波的形式,称为格波;简正坐标是分子所有质量加权坐标的线性组合,每个质量加权坐标表征的是构成分子的一个原子在一个坐标方向上的振动特性。

固体物理复习提纲

固体物理复习提纲

一、填空1.固体材料分为:晶体和、非晶体、准晶体。

2.结构与配位数:六角密排6个、面心立方12个、体心立方8个。

3.晶向用[111]、等效晶向<111>、晶面(111)、等效晶面{111}4.等效晶面:{100}、{110}、{111}等效晶面数为3、6、4个。

5.对称操作:立方体共有48个、正四面体共有24个、正六角柱共有24个。

6.对称素:1、2、3、4、6、1、2、3、4、6共10种,不存在5重轴,因为不可能相互紧贴做周期的重复排列。

7.三维晶格:7大晶系、14种布拉伐格子、32个点群。

8.二维晶格:4大晶系、5种布拉伐格子。

9.晶体的特点:周期性。

10.准晶体的特点:具有长程的取向序而没有长程的平移对称序。

11.固体的结合:离子性结合、共价结合、金属性结合、范德瓦尔斯结合。

12.杂化轨道特点:电子云分别集中在四面体的4个顶角方向。

13.三维晶格振动:q取值为N(原胞总数),w取值为3nN(nN个原子的自由度)。

14.确定晶格振动谱的方法:中子的非弹性散射、X射线散射、光的散射。

15.爱因斯坦模型:能够反映出Cv在低温时下降的基本趋势。

但是在低温范围,爱因斯坦理论值下降很陡,与实验不相符。

16.德拜模型:低温下符合的很好。

二、名词解释1.密排面:原子球在一个平面内最紧密排列的方式。

2.基矢:原胞的边矢量。

3.原胞:一个晶格最小的周期性单元。

4.晶向:布拉伐格子的格点分列的相互平行的直线定义的方向。

5.晶面:布拉伐格子的格点分列的平行等距的平面。

6.密勒指数:以晶胞基矢定义的互质整数,用以表示晶面的方向。

加上中心反演的联合操作以及其联合操7.n重旋转-反演轴:若一物体对绕某一转轴2πn作的倍数不变,这个轴便称为n重旋转-反演轴。

8.马德隆常数:9.成键态与反键态:根据量子理论,两个氢原子各有一个电子在1S轨道上,两个原子结合在一起时,可以形成所谓的成键态和反键态。

10.饱和性:一个原子只能形成一定数目的共价键,只能与一定数目的其他原子结合。

固体物理复习概要

固体物理复习概要

第1章晶体结构和晶体衍射一、晶格结构的周期性与对称性:1.原胞(初基晶胞)、惯用晶胞的定义:原胞:晶格具有三维周期性,三维晶格中体积最小的重复单元称为固体物理学原胞,简称原胞。

惯用晶胞:为了反映晶体的周期性和对称性,所取的重复单元不一定是最小的。

结点不仅可以在顶角上,还可以在体心或面心上,这种最小重复单元称为惯用晶胞(也叫作布拉维晶胞)2.晶向与晶面指数的定义晶向:布拉维格子上任何两格点连一直线称为晶列,晶列的取向称为晶向。

晶向指数:R=l1a1+l2a2+l3a3,将l1,l2,l3化为互质整数,用l1,l2,l3表示晶列的方向,这三个互质整数称为晶向指数。

晶面指数:晶面族在基矢上的截距系数的倒数,化成与之具有相同比率的三个互质的整数h,k,l。

二、什么是布拉维点阵(格子)?为什么说布拉维点阵是晶体结构的数学抽象?描述点阵与晶体结构的区别?1.如果晶体由一种原子组成,且基元中只包含一个原子,则相应的网格就称为布拉维格子。

如果晶体虽由一种原子组成,但若基元中包含两个原子,或晶体由多种原子组成,则每一种原子都可以构成一个布拉维格子。

2.布拉维格子是一个无限延伸的点阵,它忽略了实际晶体中表面、结构缺陷的存在,以及T≠0时原子瞬时位置相对于平衡位置小的偏离。

但它反映了晶体结构中原子周期性的规则排列。

即平移任意格矢R n,晶体保持不变的特性,是实际晶体的一个理想抽象。

3.晶体结构=点阵+基元三、典型的晶体结构、对应的布拉菲点阵及其最小基元是什么?晶体结构:1.氯化钠(NaCl)结构该结构的布拉维点阵是fcc,初基基元为一个Na+离子和一个Cl-离子。

2.氯化铯(CsCl)结构该结构的布拉维点阵是sc(简单立方),初基基元为一个Na+离子和一个Cl-离子。

3.六角密堆积(hcp)结构该结构的布拉维晶格点阵是简单六角,初基基元包含两个原子,原子位置:(0 0 0),(2/3,1/3,1/2)。

4.金刚石结构金刚石型结构的晶格类型属于fcc晶格点阵(该结构可以看作是两个fcc晶格格点上放上同种原子沿立方体的体对角线错开1/4对角线长而得到。

固体物理复习提纲3

固体物理复习提纲3

固体物理复习提纲(Part 3)- 晶格振动和声子论部分(第25讲)1. 写出一维单原子链的简正模的色散曲线方程,并由周期边界条件求出格波波矢q r的取值。

答:一维单原子链的简正模的色散曲线方程为:()i n ,()()2q a q q q ωωω⎛⎫=-= ⎪⎝⎭由周期边界条件求出格波波矢q r的取值:()s in g le s in g le ()()221,is a n in te g e r.22th e n u m b e r o f d iffe re n t in z o n e ()/i tiq n ai tiq n N an n N iq N al u t A e eu t A e el eq ll NaLq N aq q Naaaωωππππππ--++=⋅==⋅=⇔==∆=-=∆=2. 原胞总数为N 的一维单原子链,一共有多少个不同的简正模?写出在某一个简正模(,)ii q q ω上的平均声子数公式和整个晶格的总能量平均值计算公式?答:原胞总数为N 的一维单原子链,一共有N 个不同的简正模。

(注:晶格振动的独立模式数=晶体的自由度数,原胞总数为N 的一维双原子链,一共有2N 个不同的简正模。

)在某一个简正模(,)ii q q ω上的平均声子数q n 公式:1/)1q q n T ω=-h B exp (k整个晶格的总能量平均值计算公式:111/)12Nii i q la ttice q q q E T ωω=⎡⎤=+⎢⎥-⎢⎥⎣⎦∑h h q B e x p (k 3. 什么是格波的声学支和光学支?答:一维双原子链振动中,振动频率为:(课本:P104通常把具有q →0,w →0的色散关系称为声学支,每组(w,q )所对应的振动模式相应的称为声学模。

长光学支格波与长声学支格波本质上有何差别?答: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.)4. 对于单原子晶胞的三维晶体,原胞总数为N ,请计算在第一布里渊区内简正模的数量。

高等固体物理复习纲要

高等固体物理复习纲要

第一章 概论1.范式的定义及科学演化的方式范式:样式,作为样本或模式的例子。

科学演化的方式:前范式阶段——常规科学阶段——反常科学阶段——危机阶段——科学革命阶段——新范式阶段 科学发展过程中,范式的转换构成了科学革命。

而一门成熟科学的发展历程是可以通过范式转换来描述的。

2.固体物理的范式的建立,内容和定量描述 固体物理的范式的建立: 时间:20世纪上半叶。

基础:(1)晶体学:晶体周期结构的确定(2)固体比热理论:初步的晶格动力学理论 (3)金属导电的自由电子理论:费米统计 (4)铁磁性研究:自旋量子理论。

另外:电子衍射的动力学理论,金属导电的能带理论,基于能带理论的半导体物理。

标志:1940年Seitz “固体的现代理论” 范式内容:核心概念:周期结构中的波的传播,晶体的平移对称性,波矢空间,强调共有化的价电子以及波矢空间的色散关系。

波矢空间的基本单元:布里渊区。

焦点:布里渊区边界或区内某些特殊位置的能量——波矢的色散关系。

定量描述:标量波,矢量波,张量波。

标量波:在绝热近似,单电子近似下,电子在周期场中的运动,以及Bloch 定理21(())()(),()()2n V r r E r V r V r R χχ-∇+==+ 矢量波:H E t μ→→∂=-∇⨯∂,EH tε→→∂=∇⨯∂。

应用x 射线衍射:2sin 1hkl d θλ= 3. 光子晶体的定义和应用光子晶体:在高折射率材料的某些位置周期性出现低折射率的材料. 这种光的折射率指数的周期性变化产生了光带隙结构,控制着光在晶体中的运动。

应用:微腔、波导、光开关、激光器、探测器、太阳能电池、生物芯片、光存储、传感器。

光子晶体光纤——光子能隙全反射。

无损输运,无损光路弯曲。

4. 量子化学的范式的内容对象:原子,分子的结构和性质。

方法:量子力学。

内容:价键理论,分子轨道理论核心思想: 实空间中的几何位形,电子的局域化, 电子密度的集中和电荷的转移.和固体能带理论范式的差别:一个强调周期结构,主要处理非局域态;一个强调原子相关,键合的形成,主要处理局域态。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

1.请给出1维单原子链晶格振动的运动方程,并由此推导出频率-波矢关系。

书p58页4.1.3推导过程见书p58页
2.请分别写出1维单原子链和1维双原子链的晶格振动的色散关系表达式。

请讨
论双原子链振动的声频支和光频支的频率范围。

一维单p58页4.1.7和一维双61页4.2.9
声频支4.2.10光频支4.2.11
3.请论述声频波和光频波原胞中两个原子的位移特征。

声频波情况原胞中两个原子是沿同方向振动。

在长波极限情况,声频波中原胞中两个原子是一同运动,振幅,位相都没有差别。

在短波极限时声频波中较轻的原子静止不动,只有重原子在做振动,而且相邻原胞重原子的运动方向是相反的。

长波极限时光频波中原胞中两个原子运动始终保持质心位置不变。

短波极限时光频波中的原胞中重原子是静止不动,只有轻原子振动,相邻原胞轻原子的运动方向相反。

4.将晶格振动看待成为一个简谐振子,求解得到的能量本征值如何表达?振动的
振动方程(本征函数)如何表达?在某一温度下,声子的平均数目如何表示?能量本征值书p66页4.3.17,本征函数4.3.18,平均数目4.3.20
5.何谓声频波?何谓光频波?在3维晶体中,有几支声频波?光频波有几支?格
波的总模式数是多少?
格波频率较低的称为声频支格波,格波频率较高的称为光频支格波。

在3维晶体中有3支声频波,3r-3支光频波,r为原胞内原子个数。

格波总模式数等于晶体原子自由度总数目3rN
6.经典物理中,对晶体的比热Cv研究的结果用公式表示为什么?它表明了什么含
义?考虑到晶格振动的影响,使用爱因斯坦模型修正后的公式是什么?分析爱因斯坦模型在高温区和低温区的表达形式?这一结果与实验结果有何区别?区别原因何在?
比热公式书p76页4.7.7
表明含义:高温晶格比热是一常量,与温度无关,也与物质元素无关。

问老师!
爱因斯坦修正公式书77页4.7.13
7.在利用德拜模型研究晶体的比热时,晶格内能的表达式是什么?比热用什么来
表达?请讨论在高温时和低温时的比热的表达形式。

内能78页4.7.23,比热4.7.24
8.固体物理中,晶体的物态方程如何表达?由此推导出的膨胀系数如何表达?考
虑到电子对比热的贡献,膨胀系数如何表达?
书p81,晶体的物态方程4·8·8,膨胀系数:4.8.13
9.只考虑晶格热传导行为,请写出热导率的表达式,对其中的各个符号分别说明。

对高温下和低温下的热导率与温度的依赖关系进行论述。

热导率书p83,4.9.6。

c是材料单位体积的比热,v是声子气的方均根速率,l为材料长度。

依赖关系p84
10.肖特基缺陷是怎么产生的?弗兰克尔缺陷又是怎么产生的?它们在热平衡
时的缺陷数目如何表达?
肖特基缺陷的形成原因:这种空位是晶体内部格点上的原子或离子通过接力运动移到表面格点位置后在晶体内所留下的空位
弗兰克尔缺陷形成的原因:如果晶体内部格点上的原子或离子移到晶格间隙位置形成间隙原子,同时在原来格点位置上留下空位,于是晶体中将存在等浓度的晶格空位和填隙原子。

它们在热平衡时缺陷数目表达形式为:书p88~91
11.晶体中原子扩散的推动力是什么?菲克第一定律中,怎么表达粒子流和浓度
梯队的关系?该定律的微分形式获得菲克第二定律如何表达?
菲克第一定律书p91的5.2.1菲克第二定律同页的5.2.3
12.实际晶体中,原子的迁移过程可能有那几种机制?请描述两种机制。

13.固体物理中,考虑自由电子,波函数如何表达?电子的能量如何表达?电子
的能态密度表达式是什么?机制:换位机制,填隙机制,空位机制,扩展缺陷机制,书p93页。

考虑自由电子,波函数p109页6.1.2,电子的能量6.1.3,电子的能态密度6.1.11
14.体中的电子分布符合费米-狄拉克统计分布,其分布函数如何表达?费米能
如何计算?费米能的大小在多少?金属钠的费米面为何形状?金属铜、银、金的费米面为不规则形状,说明了什么?
分布函数书p111页6.1.12,费米能:6.1.16,费米能大小:一般金属的费米能大小约为几个电子伏大小。

金属钠的费米面是球面。

金属铜银金为不规则形状说明:晶格正离子实产生的周期场起重要作用。

15.在固体物理中,同时考虑电子和晶格对晶体比热的贡献,比热公式的简写形
式是什么?其中那一项是电子的贡献?那一项是晶格的贡献?电子比热系数的表达式是什么?它有何含义?
比热公式简写p114的6.1.35,γT是电子的贡献,bT3次方是晶格的贡献。

电子比热系数:113的6.1.34。

含义是:表明在电子气的量子理论中由于电子在能态中分布受泡利原理限制,只有费米面以内大约kBT 范围里的电子有机会受热激发跃迁到费米面以外的空状态。

(这部分电子数与总电子数目之比为kBT/EF,这个比值在室温的数量级是10—3。

正好与实验结果符合,又给出ce与温度T成线性关系。

)看书,问老师!
16.经典物理中如何表达金属的电导过程?电子收到的阻力来源何处?量子物
理中,电子状态的改变如何描写?电子收到的阻力来自何处?
经典物理中金属的电导过程;金属中自由电子在外加电场作用下加速,同时电子又受到来自同金属离子碰撞而表现为阻尼力,阻尼力的大小与速度成正比。

达到电流稳定时,电场力和阻尼力相平衡,电子达到其在电场中获得的稳定速度,即附加的漂移速度,它与电场成正比,从而解释欧姆定律。

电子收到的阻力:来源于电子受到来自同金属离子碰撞而表现为阻尼力。

量子物理中:
17.在金属电阻率的表达式中,何为本征电阻率?何为剩余电阻率?它们有何含
义?高温时,电阻率与温度呈现何种关系?低温时,又呈现何种关系?
电阻率:p118页6.2.29剩余电阻率是杂质和缺陷对电子的散射引起的电阻率,与温度无关。

本征电阻率是晶格振动或声子对电子散射引起的电阻率,依赖于温度。

关系看119页并问老师
18.简述近自由电子近似模型、方法和所得到的主要结论。

19.简述紧束缚近似模型的思想和主要结论。

20.简述导带中的电子在外场作用下产生电流的原因。

21.何为本征半导体?其能带结构有何特征?何谓直接带隙半导体?何谓间接
带隙半导体?Si是那一类半导体?GaAs是那一类?
所谓本征半导体,实际上指除去存在晶格振动外,不存在任何杂质和缺陷等不完整性的半导体。

其能带结构原则上类似于绝缘体,价带为满带,只是价带与导带之间的禁带宽度较绝缘体为小。

导带底与价带顶均位于波矢为0的位置称为直接带隙半导体。

导带底在∆轴上接近第一布里渊区边界,与价带顶不在k空间的同一点,成为间接带隙半导体。

硅是间接带隙半导体,砷化镓是直接带隙半导体。

问老师!!!
22.施主杂质,何谓受主杂质?N型半导体是如何获得的?
23.在半导体中,何谓多数载流子?何谓少数载流子?在N型半导体中,多数载
流子是什么?少数载流子是什么?
24.在半导体中,什么是深能级杂质?它一般有什么作用?会导致什么后果?
深能级杂质相应的电离能可与禁带宽度相比拟,甚至接近禁带宽度,以至施主杂质能级反离价带顶较近,而受主杂质能级离导带底较近。

作用:1、深杂质能级可以俘获导带中的电子与价带中的空穴而使之束缚在杂质原子附近,所以这类深能级称为载流子的陷阱。

2、如果一个深能级杂质原子同时俘获了一对电子、空穴,这一对载流子便会在杂质原处
复合消失,称这类深能级杂质为载流子的复合中心
导致的后果:1、在多数情形会导致半导体器件性能的退化。

2、半导体中其他缺陷及不完整性也可在禁带中引入深能级。

3、杂质与缺陷结合起来形成复杂的复合体。

25.本科半导体中,何为本征载流子?请写出载流子密度的表达形式。

请写出本
科半导体中费米能级的表达形式。

该费米能级处于何种位置?
在本征半导体中载流子只能由价带顶附近的电子激发至导带形成,这称为本征激发,形成的载流子称本征载流子。

p175页8.3.23
费米能级8.3.24。

该费米能级基本上处于禁带中央。

26.请论述n型半导体中,电子数密度随着温度变化的情况。

27.什么是霍耳效应?请写出霍尔系数的表达形式。

半导体的霍耳系数与什么成
反比?霍耳系数为正表明材料的导电以什么为主?霍耳系数为负,材料的导电以什么为主?
在垂直于电流与磁场方向建立起电场的现象称为霍尔效应。

霍尔系数p186页8.4.58
半导体的霍尔系数与绝对温度成反比。

霍尔系数为正材料的导电一般以p型半导体为主,霍尔系数为负,材料的导电并不能确定以什么为主。

问老师!!!!
28.什么是非平衡载流子?光照条件下,产生的多数载流子和少数载流子的浓度
是否相等?
29.对非平衡载流子而言,哪一种载流子更为重要?为什么?。

相关文档
最新文档