固体物理期末3套试题题

………密………封………线………以………内………答………题………无………效……

电子科技大学二零零六至二零零七学年第

二学期期末考试

固体电子学课程考试题卷（分钟）考试形式：考试日期200 7 年7 月日

课程成绩构成：平时20 分，期中10 分，实验0 分，期末70 分

一．填空（共30分，每空2分）

1．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-。

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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--和- 3．声子是-，其能量为-动量为-

二．问答题（共30分，每题6分）

1.晶体有哪几种结合类型？简述晶体结合的一般性质。

-

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?

-

3.什么是热缺陷？简述肖特基缺陷和弗仑克尔缺陷的特点。

-

4.简述空穴的概念及其性质.

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-

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？

-

-

三.综合应用(共40分)

1.(10分)已知半导体InP 具有闪锌矿结构,In,P 两原子的距离

为d=2Å,试求：（1）晶格常数；(2)原胞基矢及倒格子基矢；（3）

密勒指数为（1，1，0）晶面的面间距，以及In(1,1,0)晶面与

P （1，1，1）晶面的距离。

2. (15分)设有某个一维简单格子，晶格常数为a,原子质量为

M ，在平衡位置附近两原子间的互作用势可表示为：

3

2206121)21()(r r r a a U r U ξηξη+++-= 式中η和ξ都是常数，只考虑最近邻

原子间的相互作用，试求：（1）在简谐近似下，求出晶格振动

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的色散关系；（2）求出它的比热0V C 。（提示：a r dr r u d =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=22)(β

3. (15分)用紧束缚近似写出二维正方点阵最近邻近似下的s

电子能带的能量表达式，并计算能带宽度及带底电子和带顶空

穴的有效质量。

一、选择题（共30分，每题3分）

目的:考核基本知识。

1、晶格常数为的面心立方晶格，原胞体

积等于 。

A.

B.

C.

D.

2、体心立方密集的致密度是 。

A. 0.76

B. 0.74

C. 0.68

D. 0.62

3、描述晶体宏观对称性的基本对称元素有 。

A. 8个

B. 48个

C.230个

D.320个

4、晶格常数为

的一维双原子链，倒格子基矢的大小为

B.

C.

D. 5、晶格常数为a 的简立方晶格的(110)面间距为 。

A. a

B. 3a

C. 4a

D. 5a

6、晶格振动的能量量子称为

A. 极化子

B. 激子

C. 声子

D. 光子

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7、由N个原胞组成的简单晶体，不考虑能带交叠，则每个s

能带可容纳的电子数为。

A. N/2

B. N

C. 2N

D. 4N

8、三维自由电子的能态密度，与能量的关系是正比

于。

A. B. C. D.

9、某种晶体的费米能决定于

A. 晶体的体积

B. 晶体中的总电子数

C. 晶体中的电子浓度

D. 晶体的形状

10、电子有效质量的实验研究方法是。

A. X射线衍射

B. 中子非弹性散射

C. 回旋共

振 D. 霍耳效应

二、简答题（共20分，每小题5分）

1、波矢空间与倒易空间有何关系? 为什么说波矢空间内的状态点是准连续的?

2、简述处理固体比热的德拜模型的基本出发点和主要结论。

目的:考核对晶格热容量子理论的掌握。

3、为什么说原胞中电子数目若为奇数，相应的晶体具有金属导电性

4、什么是回旋共振?它有什么用途？

三、计算题（共20分，每小题10分）

………密………封………线………以………内………答………题………无………效……

1、已知某晶体两相邻原子间的互作用能可表示成

n

m r b r a r U +-=)(

求（1）晶体平衡时两原子间的距离；（2）平衡时的二原子间的

结合能。

2、平面正三角形晶格，相邻原子间距是a 。试求正格子基矢和

倒格子基矢，并画出第一布里渊区。

四、计算题（共30分，每小题15分）

1、计算由N 个质量为m ，间距为a 的相同原子组成的一维单

原子链的色散关系，说明存在截止频率max ω的意义。

2、一维单原子链，原子间距a ，总长度为L ＝Na ，（1）用紧束

缚近似方法求出与原子s 态能级相对应的能带函数；（2） 求出

其能带密度函数N(E) 的表达式。

一、选择题（共30分，每题3分）

目的:考核基本知识。

1、晶格常数为的体心立方晶格，原胞体积等于

A. B. C. D. 2、面心立方密集的致密度是 。

A. 0.76

B. 0.74

C. 0.68

D. 0.62

3、表征晶格周期性的概念是 。

A. 原胞或布拉伐格子

B. 原胞或单胞

C. 单胞或布