固体物理试题库

一、名词解释1.晶态--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。2.非晶态--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。3.准晶--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。4.单晶--整块晶体内原子排列的规律完全一致的晶体称为单晶体。5.多晶--由许多取向不同的单晶体颗粒无规则堆积而成的固体材料。6.理想晶体（完整晶体）--内在结构完全规则的固体，由全同的结构单元在空间无限重复排列而构成。7.空间点阵（布喇菲点阵）--晶体的内部结构可以概括为是由一些相同的点子在空间有规则地做周期性无限重复排列，这些点子的总体称为空间点阵。8.节点（阵点）--空间点阵的点子代表着晶体结构中的相同位置，称为节点（阵点）。9.点阵常数（晶格常数）--惯用元胞棱边的长度。10.晶面指数—描写布喇菲点阵中晶面方位的一组互质整数。11.配位数—晶体中和某一原子相邻的原子数。12.致密度—晶胞内原子所占的体积和晶胞体积之比。13.原子的电负性—原子得失价电子能力的度量；电负性＝常数（电离能＋亲和能）14.肖特基缺陷—晶体内格点原子扩散到表面，体内留下空位。15.费仑克尔缺陷--晶体内格点原子扩散到间隙位置，形成空位－填隙原子对。16.色心--晶体内能够吸收可见光的点缺陷。17.F心--离子晶体中一个负离子空位，束缚一个电子形成的点缺陷。18.V心--离子晶体中一个正离子空位，束缚一个空穴形成的点缺陷。19.近邻近似--在晶格振动中，只考虑最近邻的原子间的相互作用。20.Einsten模型--在晶格振动中，假设所有原子独立地以相同频率E振动。21.Debye模型--在晶格振动中，假设晶体为各向同性连续弹性媒质,晶体中只有3支声学波，且=vq。22.德拜频率D──Debye模型中g()的最高频率。23.爱因斯坦频率E──Einsten模型中g()的最可几频率。24.电子密度分布--温度T时，能量E附近单位能量间隔的电子数。25.接触电势差--任意两种不同的物质A、B接触时产生电荷转移，并分别在A和B上产生电势VA、VB，这种电势称为接触电势，其差称为接触电势差。25.BLoch电子费米气--把质量视为有效质量m，除碰撞外相互间无互作用，遵守费米分布的Bloch电子的集合称为BLoch电子费米气。26.惯用元胞（单胞）：既能反映晶格周期性，又能反映其对称性的结构单元。27.简谐近似：晶体中粒子相互作用势能泰勒展开式中只取到二阶项的近似。28.杜隆-伯替定律：高温下固体比热为常数。29.晶体的对称性：经过某种对称操作后晶体能自身重合的性质。30.格波的态密度函数（振动模式密度）：在ω附近单位频率间隔内的格波总数。31.晶体结合能：原子在结合成晶体过程中所释放出来的能量。32.倒格矢：其中为正格子元胞体积。我们称b1、b2、b3为倒格子基矢。33.带隙（禁带）：晶体中电子运动状态不允许占据的能量范围。34.摩尔热容：每摩尔物质升高或降低单位温度吸收或释放出的热量。35.空间群：晶格全部对称操作的集合。36.色散关系：晶格振动中ω和q之间的关系。37.第一布里渊区：离到格子原点最近的倒格矢中垂面围成的区域。38.晶面：由布拉菲格子中不共线的三个格点所决定的平面。39.格波：晶体中粒子的振动模式。40.德拜定律：低温下固体比热与T3成正比。41.布洛赫定律：晶体中的电子波函数是由晶格周期性调制的调幅平面波，即：(K.r)＝u(K.r)eikru(K.r)＝u(kr,＋Rn)另一种表示：（kr,＋Rn）＝Rkie(kr,)。42.基元：构成晶体的全同的基本结构单元43.倒格子：以正格子基矢决定的倒格矢平移所得到的一个周期性的空间格子。44.能态密度：给定体积的晶体，单位能量间隔内所包含的电子状态数。45.声子：对于晶格振动，ω为格波谐振子的能量量子，称其为声子。46.布里渊区：在倒格子中，以某一点为坐标原点，作所有倒格矢的垂直平分面，倒格子空间被这些平面分成许多区域，这些区域称为布里渊区。47.费米面：K空间中，能量E为费米能EF的等能面称为费米面。48.功函数：晶体中电子所处势阱深度E0与费米能EF之差，称为功函数49.离子晶体：质点间通过离子键相互作用结合而成的晶体。二、单项选择题1、晶体结构的基本特性是（B）A、各向异性B、周期性C、自范性D、同一性2、晶体的性能特点不具有（C）A、各向异性B、均一性C、各向同性D、对称性3、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4、共价键的基本特点不具有(D)。A、饱和性B、方向性C、键强大D、各向同性5、晶体中的点缺陷不包括(D)。A、肖特基缺陷B、佛伦克尔缺陷C、自填隙原子D、堆垛层错6、离子晶体的基本特点有(C)A、低熔点B、高塑性C、高强度D、半导性7、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8、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9、金属晶体的热传导主要是通过(A)传输实现的A、电子B、声子C、光子D、质子10、在一维单原子链的晶格振动中，有（A）支声学波、（A）支光学波。A、1，0B、1，1C、3，3D、3，611、依照量子自由电子论，K空间中电子的等能面是（A）。A、球面B、椭球面C、抛物面D、不规则曲面12、根据能带理论，电子的能态密度随能量变化的趋势是随能量增高而（D）。A、单调增大B、不变C、单调减小D、复杂变化13、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14、按照费米分布，费米能级所对应的能态电子占据的几率为（B）。A、1B、0.5C、015、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16、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17、晶体的宏观特性包括（A）A、各向异性B、周期性C、重复性D、单一性18、不属于半导体主要晶体结构类型的是（D）。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19、晶体中的线缺陷包括(C)。A、小角晶界B、空位C、螺位错D、堆垛层错20、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。图示属于(A)。A、简约区图式B、扩展区图式C、重复图式D、周期图式21、金刚石结构是由(A)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22、布里渊区的特点不包括(A)A、各个布里渊区的形状都是相同的（不同的）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是相同的D、无论晶体是由哪种原子组成，只要布喇菲格子相同，其布里渊区形状也就相同23、绝缘晶体的热传导是通过(B)传输实现的A、电子B、声子C、光子D、质子24、在一维双原子链的晶格振动中，有（A）支声学波、（A）支光学波。A、1，1B、2，2C、3，3D、4，425、按照费米分布，绝对0度时费米能以下的能态电子占据的几率为（A）。A、1B、0.5C、026、能带理论是建立在（A）的基本假设之上的。A、周期性势场B、恒定势场C、无势场三.填空1.晶体结构的基本特点是具有(周期)性和(重复)性.2.离子晶体的(光学波)波会引起对远红外线的吸收.3.描述晶体对称性可以概括为(32)个点群,(230)个空间群.4.金属主要是依靠(电子)导热,而绝缘体主要依靠(声子)导热.5.对一维晶体，其晶格振动仅存在(声学)波，而二、三维晶体振动既有(声学)波，又有(光学)波.6.对于量子化的自由电子，其K空间中的等能面为(球面).7.费米能是指电子占据几率为(1/2)的电子态本征能量大小.8.能带理论中，电子的E～K关系具有(倒格子)周期性.9.对晶格常数为a的简单立方晶体,与正格矢R=ai+2aj+2ak正交的倒格子晶面族的面指数为(122).10.离子晶体的（光学波）会引起离子晶体的极化.11.金刚石晶体的结合类型是典型的(共价结合)晶体,它有(6)支格波.12.两种不同金属接触后,费米能级高的带(正)电.四、判断对错1、各向异性是晶体的基本特性之一。（√）2、单质半导体和二元化合物半导体的主要晶体结构类型为金刚石型结构和闪锌矿型结构。（√）３、各布里渊区经过适当的平移，仍无法移到第一布里渊区且与之重合。(×)4、在一维单原子链的晶格振动中，有1支光学波、无声学波。(×)5、依照能带理论，电子的能态密度随能量变化的趋势总是随能量增高而增大。（×）6、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相等。（√）7、同一晶体在绝对0度时的费米能大于绝对0度时以上时的费米能。（√）8、能带理论是建立在恒定势场的基本假设之上的。（×）９、晶体的宏观特性包括各向异性、解理性、周期性、重复性。（×）１０、空位、小角晶界、螺位错、堆垛层错都是晶体中的线缺陷。(×)１１、共价晶体的基本特点有高强度、高硬度、高熔点。(√)１２、布里渊区的特点包括A、B、C：A、各个布里渊区的形状都是相同的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是相同的D、无论晶体是由哪种原子组成，只要布喇菲格子相同，其布里渊区形状也就相同(×)１３、绝缘晶体的热传导是通过声子传输实现的。(√)１４、在一维双原子链的晶格振动中，有1支声学波、1支光学波。(√)１５、依照量子自由电子论，K空间中电子的等能面是不规则曲面。（×）１６、依照量子自由电子论，态密度随能量变化的总趋势是随能量增高而增大。（√）1７按照费米分布，绝对0度时费米能以下的能态电子占据的几率为0。（×）五、简述及问答题1.试述晶态、非晶态、准晶、多晶和单晶的结构特征。解：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.晶格点阵与实际晶体结构有何区别和联系？解：晶体点阵是一种数学抽象，其中的格点代表基元中某个原子的位置或基元质心的位置，也可以是基元中任意一个等价的点。当晶格点阵中的格点被具体的基元代替后才形成实际的晶体结构。晶格点阵与实际晶体结构的关系可总结为：晶格点阵＋基元＝实际晶体结构3.晶体结构可分为Bravais格子和复式格子吗？解：晶体结构可以分为Bravais格子和复式格子，当基元只含一个原子时，每个原子的周围情况完全相同，格点就代表该原子，这种晶体结构就称为简单格子或Bravais格子；当基元包含2个或2个以上的原子时，各基元中相应的原子组成与格点相同的网格，这些格子相互错开一定距离套构在一起，这类晶体结构叫做复式格子。4.试述晶体结构，空间点阵，基元，B格子、单式格子和复式格子之间的关系和区别。解：（1）晶体结构＝空间点阵＋基元，空间点阵＝B格子，晶体结构＝带基元的B