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固体物理概念

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固体物理基本概念

1、试述晶态、非晶态、准晶、多晶和单晶的特征性质。

晶态固体材料中的原子有规律的周期性排列,或称为长程有序。非晶态固体材料中的原子不是长程有序地排列,但在几个原子的范围内保持着有序性,或称为短程有序。准晶态是介于晶态和非晶态之间的固体材料,其特点是原子有序排列,但不具有平移周期性。 另外,晶体又分为单晶体和多晶体:整块晶体内原子排列的规律完全一致的晶体称为单晶体;而多晶体则是由许多取向不同的单晶体颗粒无规则堆积而成的

2、试述离子键、共价键、金属键、范德瓦尔斯和氢键的基本特征。

(1)离子键:无方向性,键能相当强;

(2)共价键:饱和性和方向性,其键能也非常强;

(3)金属键:无方向性和饱和性,其价电子不定域于2个原子实之间,而是在整个晶体中巡游,处于非定域状态,为所有原子“共有”;

(4)范德瓦斯键:依靠瞬时偶极距或者固有偶极距而形成,该键结合非常弱; (5)氢键:既有方向性,也有饱和性,并且是一种较弱的键。

3、什么叫声子?对于一给定的晶体,它是否拥有一定种类和一定数目的声子?

声子就是晶格振动中的简谐振子的能量量子,它是一种玻色子,服从玻色-爱因斯坦统计,即具有能量为?wj(q)的声子平均数为:

对于一给定的晶体,它所对应的声子种类和数目不

是固定不变的,而是在一定的条件下发生变化。

4、能带理论的基本假设是什么?

(1)绝热近似:离子的波函数与电子的位置及状态无关(多粒子-多电子)

(2)平均场近似:忽略电子与电子间的相互作用,用平均场代替电子与电子间的相互作用(多电子-单电子)

(3)周期场近似:单电子-单电子在周期场中运动

5、什么是复式格子,简要说明金刚石结构并画出结构图。

一个原胞中有两个或更多的原子叫复式格子

6、试述空穴的概念及其基本性质。

概念: 指共价键中的一些价电子由于热运动获得一些能量,从而摆脱共价键的约束成为自由电子,同时在共价键上留下空位,我们称这些空位为空穴。 基本性质:带正电,有效质量为正值。

7、试述晶体结合的类型并简述各种结合晶体的基本特征。

根据结合力的不同,可以把晶体分为五种典型的类型:离子晶体、原子晶体、金属晶体、分子晶体、氢键晶体。

8、晶格常数为a的体心立方、面心立方结构,分别表示出它们的基矢、原胞体积。

(1)体心立方基矢:原胞体积:

(2)

9、试用能带论简述导体、绝缘体、半导体中电子在能带中填充的特点。

金属或导体中的价电子没有把价带(最高填充带)填满,此为导带。 绝缘体中的价电子正好把价带填满,且更高的许可带(空带)与价带间相隔较宽的禁带。 半导体和绝缘体相似,但禁带较窄。

10、什么是布喇菲格子,简要说明布喇菲格子正格子与倒格子的关系。

布喇菲格子:把组成晶体的基元抽象为一个结点,由这些结点构成的点阵就是布喇菲点阵,相应的格子称为布喇菲格子。 布喇菲格子正格子与、格子互为倒格子。

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