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固体物理模拟试题参考答案

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模拟试题参考答案 一、名词解释 1.基矢、布拉伐格子 为了表示晶格的周期性,可以取任一格点为原点,由原点到最近邻的格点可得三个独立的矢量a1、a2、a3,则布拉伐格子中的任一格点的位置可以由原点到该格点的矢量Rl(332211aaalllRl,l1、l2、l3 为整数)来表示,这样常称a1、a2、a3 为基矢。 由于整个晶体可以看成是基元(组成晶体的最小单元)的周期性重复排列构成,为了研究晶体的周期性,常常把基元抽象成一个点,这些点称为格点(或结点),由这些格点在空间周期性的重复排列而构成的阵列叫布拉格点阵(或布拉伐格子)。 2.晶列、晶面 在布拉伐格子中,所有格点均可看成分列在一系列相互平行的直线上,这族直线称之为晶列,—个布拉伐格子可以有无限多族方向不同的晶列。布拉伐格子中的所有格点也可看成分列在一系列相互平行的平面上,这族相互平行的平面称为晶面。一个布拉伐格子也可以看成有无限多族方向不同的晶面。为了标志各个不问族的晶面。 3、格波与声子 晶格振动模式具有波的形式,称为格波。 在简谐近似下格波矢相互独立的,这样晶格振动的能量是量子化的,声子就是格波的能量量子,它不是真实存在的粒子,它反映的是晶格原子集体运动状态的激发单元。 4.能带 晶体中的电子,在零级近似中,被看成是自由电子,能量本征值0kE 作为k 的函数,具有抛物 线的形式。晶格周期起 伏 势 的微 扰 ,使 得k 状态与2kna(n 为任意 整数)状态相互作用 ,这个作用 的结果 使 得抛物 线在2na处 断 开 而形成一个个的带,这些就称为能带。 5.Blo ch 函数 晶体中电子的波函数具有这样的形式,( )( )ik rreu r,其 中()( )nu rRu r是具晶格周期性的函数。此 处 的( )r就是Blo ch 函数。因 此 ,Blo ch 函数是一个平面波和 一个晶格周期函数的乘 积 6.施 主 ,N 型 半 导 体 在带隙 中提 供 带有电子的能级的杂 质 称为施 主 。主 要 含 施 主 杂 质 的半 导 体,导 电几 乎 完 全 依靠 由施 主 热 激发到导 带的电子。这种 主 要 依 靠 电子导 电的半 导 体,称为N 型 半 导 体。 二.简答题 1 .能带理论的三种近似分别是什么?怎样定义的? 答:绝热近似、单电子近似和周期场近似 绝热近似:由于原子核质量比电子的质量大得多,电子的运动速度远大于原子核的运动速度,即原子核的运动跟不上电子的运动...

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