晶體：是由離子，原子或分子（統(tǒng)稱(chēng)為粒子）有規(guī)律的排列而成的，具有周期性和對(duì)稱(chēng)性 非晶體：有序度僅限于幾個(gè)原子，不具有長(zhǎng)程有序性和對(duì)稱(chēng)性 點(diǎn)陣：格點(diǎn)的總體稱(chēng)為點(diǎn)陣 晶格：晶體中微粒重心，周期性的排列所組成的骨架，稱(chēng)為晶格 格點(diǎn)：微粒重心所處的位置稱(chēng)為晶格的格點(diǎn)（或結(jié)點(diǎn)） 晶體的周期性和對(duì)稱(chēng)性：晶體中微粒的排列按照一定的方式不斷的做周期性重復(fù)，這樣的性質(zhì)稱(chēng)為晶體結(jié)構(gòu)的周期性。晶體的對(duì)稱(chēng)性指晶體經(jīng)過(guò)某些對(duì)稱(chēng)操作后，仍能恢復(fù)原狀的特性。（有軸對(duì)稱(chēng)，面對(duì)稱(chēng)，體心對(duì)稱(chēng)即點(diǎn)對(duì)稱(chēng)） 密勒指數(shù)：某一晶面分別在三個(gè)晶軸上的截距的倒數(shù)的互質(zhì)整數(shù)比稱(chēng)為此晶面的密勒指數(shù) 配位數(shù)：可用一個(gè)微粒周?chē)罱彽奈⒘?shù)來(lái)表示晶體中粒子排列的緊密程度，稱(chēng)為配位數(shù) 致密度：晶胞內(nèi)原子所占體積與晶胞總體積之比稱(chēng)為點(diǎn)陣內(nèi)原子的致密度 固體物理學(xué)元胞：選取體積最小的晶胞，稱(chēng)為元胞：格點(diǎn)只在頂角，內(nèi)部和面上都不包含其他格點(diǎn)，整個(gè)元胞只含有一個(gè)格點(diǎn)：元胞的三邊的平移矢量稱(chēng)為基本平移矢量（或者基矢）；突出反映晶體結(jié)構(gòu)的周期性 晶胞:體積通常較固體物理學(xué)元胞大；格點(diǎn)不僅在頂角上，同時(shí)可以在體心或面心上；晶胞的棱也稱(chēng)為晶軸，其邊長(zhǎng)稱(chēng)為晶格常數(shù),點(diǎn)陣常數(shù)或晶胞常數(shù)；突出反映晶體的周期性和對(duì)稱(chēng)性。布拉菲格子：晶體由完全相同的原子組成，原子與晶格的格點(diǎn)相重合而且每個(gè)格點(diǎn)周?chē)那闆r都一樣 復(fù)式格子：晶體由兩種或者兩種以上的原子構(gòu)成，而且每種原子都各自構(gòu)成一種相同的布拉菲格子，這些布拉菲格子相互錯(cuò)開(kāi)一段距離，相互套購(gòu)而形成的格子稱(chēng)為復(fù)式格子，復(fù)式格子是由若干相同的布拉菲格子相互位移套購(gòu)而成的 聲子：晶格簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量化，以hvl來(lái)增減其能量，hvl就稱(chēng)為晶格振動(dòng)能量的量子叫聲子 非簡(jiǎn)諧效應(yīng)：在晶格振動(dòng)勢(shì)能中考慮了δ2以上δ高次項(xiàng)的影響，此時(shí)勢(shì)能曲線能是非對(duì)稱(chēng)的，因此原子振動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱膨脹與熱傳導(dǎo)點(diǎn)缺陷的分類(lèi)：晶體點(diǎn)缺陷：①本征熱缺陷：弗倫克爾缺陷，肖脫基缺陷②雜質(zhì)缺陷：置換型，填隙型③色心④極化子布里淵區(qū)：在空間中倒格矢的中垂線把空間分成許多不同的區(qū)域，在同一區(qū)域中能量是連續(xù)的，在區(qū)域的邊界上能量是不連續(xù)的，把這樣的區(qū)域稱(chēng)為布里淵區(qū) 固體物理復(fù)習(xí)要點(diǎn)第一章 ? ? ?1、晶體有哪些宏觀特性？答：自限性、晶面角守恒、解理性、晶體的各向異性、晶體的均勻性、晶體的對(duì)稱(chēng)性、固定的熔點(diǎn)這是由構(gòu)成晶體的原子和晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的周期性決定的。說(shuō)明晶體宏觀特性是微觀特性的反映2、什么是空間點(diǎn)陣？答：晶體可以看成由相同的格點(diǎn)在三維空間作周期性無(wú)限分布所構(gòu)成的系統(tǒng)，這些格點(diǎn)的總和稱(chēng)為點(diǎn)陣。3、什么是簡(jiǎn)單晶格和復(fù)式晶格？答：簡(jiǎn)單晶格：如果晶體由完全相同的一種原子組成，且每個(gè)原子周?chē)那闆r完全相同，則這種原子所組成的網(wǎng)格稱(chēng)為簡(jiǎn)單晶格。復(fù)式晶格：如果晶體的基元由兩個(gè)或兩個(gè)以上原子組成，相應(yīng)原子分別構(gòu)成和格點(diǎn)相同的網(wǎng)格，稱(chēng)為子晶格，它們相對(duì)位移而形成復(fù)式晶格。4、試述固體物理學(xué)原胞和結(jié)晶學(xué)原胞的相似點(diǎn)和區(qū)別。答：(1)固體物理學(xué)原胞(簡(jiǎn)稱(chēng)原胞)構(gòu)造：取一格點(diǎn)為頂點(diǎn)，由此點(diǎn)向近鄰的三個(gè)格點(diǎn)作三個(gè)不共面的矢量，以此三個(gè)矢量為邊作平行六面體即為固體物理學(xué)原胞。

特點(diǎn)：格點(diǎn)只在平行六面體的頂角上，面上和內(nèi)部均無(wú)格點(diǎn)，平均每個(gè)固體物理學(xué)原胞包含1個(gè)格點(diǎn)。它反映了晶體結(jié)構(gòu)的周期性。

(2)結(jié)晶學(xué)原胞（簡(jiǎn)稱(chēng)晶胞）

構(gòu)造：使三個(gè)基矢的方向盡可能地沿著空間對(duì)稱(chēng)軸的方向，它具有明顯的對(duì)稱(chēng)性和周期性。

特點(diǎn)：結(jié)晶學(xué)原胞不僅在平行六面體頂角上有格點(diǎn)，面上及內(nèi)部亦可有格點(diǎn)。其體積是固體物理學(xué)原胞體積的整數(shù)倍。

5、晶體包含7大晶系，14種布拉維格子，32個(gè)點(diǎn)群？試寫(xiě)出7大晶系名稱(chēng)；并寫(xiě)出立方晶系包含哪幾種布拉維格子。

答：七大晶系：三斜、單斜、正交、正方、六方、菱方、立方晶系。

6．在晶體的宏觀對(duì)稱(chēng)性中有哪幾種獨(dú)立的對(duì)稱(chēng)元素？寫(xiě)出這些獨(dú)立元素。

答：

7.密堆積結(jié)構(gòu)包含哪兩種？各有什么特點(diǎn)？

答：(1)六角密積

第一層：每個(gè)球與6個(gè)球相切，有6個(gè)空隙，如編號(hào)1,2,3,4,5,6。

第二層：占據(jù)1,3,5空位中心。

第三層：在第一層球的正上方形成ABABAB······排列方式。

六角密積是復(fù)式格，其布拉維晶格是簡(jiǎn)單六角晶格。

基元由兩個(gè)原子組成，一個(gè)位于(000)，另一個(gè)原子位于　　　　

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(2)立方密積

第一層：每個(gè)球與6個(gè)球相切，有6個(gè)空隙，如編號(hào)為1,2,3,4,5,6。

第二層：占據(jù)1，3，5空位中心。

第三層：占據(jù)2，4，6空位中心，按ABCABCABC······方式排列，形成面心立方結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為立方密積。

8.試舉例說(shuō)明哪些晶體具有簡(jiǎn)單立方、面心立方、體心立方、六角密積結(jié)構(gòu)。并寫(xiě)出這幾種結(jié)構(gòu)固體物理學(xué)原胞基矢。

答：CsCl 、ABO3 ； NaCl； ； 纖維鋅礦ZnS

9.會(huì)從正格基矢推出倒格基矢，并知道倒格子與正格子之間有什么區(qū)別和聯(lián)系？

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10.會(huì)畫(huà)二維晶格的布里淵區(qū)。

12.會(huì)求晶向指數(shù)、晶面指數(shù)，并作出相應(yīng)的平面。

13.理解原子的形狀因子，會(huì)求立方晶格結(jié)構(gòu)的幾何結(jié)構(gòu)因子。

14.X射線衍射的幾種基本方法是什么？各有什么特點(diǎn)？

答：勞厄法：(1)單晶體不動(dòng)，入射光方向不變；(2)X射線連續(xù)譜，波長(zhǎng)在

間變化，反射球半徑

轉(zhuǎn)動(dòng)單晶法：(1)X射線是單色的；(2)晶體轉(zhuǎn)動(dòng)。

粉末法 ：(1)X射線單色(l固定)；(2)樣品為取向各異的單晶粉末。

第二章 ? ?1、什么是晶體的結(jié)合能，按照晶體的結(jié)合力的不同，晶體有哪些結(jié)合類(lèi)型及其結(jié)合力是什么力？

答：晶體的結(jié)合能就是將自由的原子（離子或分子）結(jié)合成晶體時(shí)所釋放的能量。

結(jié)合類(lèi)型：離子晶體—離子鍵 分子晶體—范德瓦爾斯力 共價(jià)晶體—共價(jià)鍵

金屬晶體—金屬鍵 氫鍵晶體—?dú)滏I

2、原子間的排斥力主要是什么原因引起的？

庫(kù)侖斥力 與 泡利原理 引起的

3、離子晶體有哪些特點(diǎn)？為什么會(huì)有這些特點(diǎn)？

答：離子晶體主要依靠吸引較強(qiáng)的靜電庫(kù)侖力而結(jié)合，其結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)固，結(jié)合能的數(shù)量級(jí)約在800kJ/mol。結(jié)合的穩(wěn)定性導(dǎo)致了導(dǎo)電性能差，熔點(diǎn)高，硬度高和膨脹系數(shù)小等特點(diǎn)。

4、試述共價(jià)鍵定義，為什么共價(jià)鍵具有飽和性和方向性的特點(diǎn)？

答：共價(jià)鍵是化學(xué)鍵的一種，兩個(gè)或多個(gè)原子共同使用它們的外層電子，在理想情況下達(dá)到電子飽和的狀態(tài)，由此組成比較穩(wěn)定和堅(jiān)固的化學(xué)結(jié)構(gòu)叫做共價(jià)鍵。

當(dāng)原子中的電子一旦配對(duì)后，便再不能再與第三個(gè)電子配對(duì)，因此當(dāng)一個(gè)原子與其他原子結(jié)合時(shí)，能夠形成共價(jià)鍵的數(shù)目有一個(gè)最大值，這個(gè)最大值取決于它所含有的未配對(duì)的電子數(shù)。即由于共價(jià)晶體的配位數(shù)較低，所以共價(jià)鍵才有飽和性的特點(diǎn)。另一方面，當(dāng)兩個(gè)原子在結(jié)合成共價(jià)鍵時(shí)，電子云發(fā)生交疊，交疊越厲害，共價(jià)鍵結(jié)合就越穩(wěn)固，因此在結(jié)合時(shí)，必定選取電子云交疊密度最大的方位，這就是共價(jià)鍵具有方向性的原因。

5、金屬晶體的特點(diǎn)是什么？為什么會(huì)有這些特點(diǎn)？一般金屬晶體具有何種結(jié)構(gòu)，最大配位數(shù)為多少？

答：特點(diǎn)：良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，較好的延展性，硬度大，熔點(diǎn)高。

金屬性的結(jié)合方式導(dǎo)致了金屬的共同特性。金屬結(jié)合中的引力來(lái)自于正離子實(shí)與負(fù)電子氣之間的庫(kù)侖相互作用，而排斥力則有兩個(gè)來(lái)源，由于金屬性結(jié)合沒(méi)有方向性要求的緣故，所以金屬具有很大的塑性，即延展性較好。

金屬晶體多采用立方密積（面心立方結(jié)構(gòu)）或六角密積，配位數(shù)均為12；少數(shù)金屬為體心立方結(jié)構(gòu)，配位數(shù)為8。

6、簡(jiǎn)述產(chǎn)生范德瓦斯力的三個(gè)來(lái)源？為什么分子晶體是密堆積結(jié)構(gòu)？

答：來(lái)源：1、極性分子間的固有偶極矩產(chǎn)生的力稱(chēng)為Keesen力；

2、感應(yīng)偶極矩產(chǎn)生的力稱(chēng)為Debye力；

3、非極性分子間的瞬時(shí)偶極矩產(chǎn)生的力稱(chēng)為L(zhǎng)ondon力。

由于范德瓦耳斯力引起的吸引能與分子間的距離r的6次方成反比，因此，只有當(dāng)分子間的距離r很小時(shí)范德瓦耳斯力才能起作用。而分子晶體的排斥能與分子間的距離r的12次方成反比，因此排斥能隨分子間的距離增加而迅速減少。范德瓦耳斯力沒(méi)有方向性，也不受感應(yīng)電荷是否異同號(hào)的限制，因此，分子晶體的配位數(shù)越大越好。配位數(shù)越大，原子排列越密集，分子晶體的結(jié)合能就越大，分子晶體就越穩(wěn)定，在自然界排列最密集的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方或六方密堆積結(jié)構(gòu)。

7、什麼叫氫鍵？試舉出氫鍵晶體的例子

答：氫原子同時(shí)與兩個(gè)負(fù)電性較大，而原子半徑較小的原子（O、F、N等）結(jié)合，構(gòu)成氫鍵。

如：水（H2O），冰，磷酸二氫鉀（KH2PO40），脫氧核糖酸（DNA）等。

愛(ài)因斯坦模型（愛(ài)因斯坦對(duì)晶格振動(dòng)采用了一個(gè)極簡(jiǎn)單的假設(shè)，即晶格中的各原子振動(dòng)都是獨(dú)立的，這樣所有原子振動(dòng)都有同一頻率。）在低溫下與實(shí)驗(yàn)存在偏差的根源是什么？

答：按照愛(ài)因斯坦溫度的定義，愛(ài)因斯坦模型的格波的頻率大約為1013Hz，屬于光學(xué)支頻率，但光學(xué)格波在低溫時(shí)對(duì)熱容的貢獻(xiàn)非常小，低溫下對(duì)熱容貢獻(xiàn)大的主要是長(zhǎng)聲學(xué)格波，也就是說(shuō)愛(ài)因斯坦沒(méi)考慮聲學(xué)波對(duì)熱容的貢獻(xiàn)是愛(ài)因斯坦模型在低溫下與實(shí)驗(yàn)存在偏差的根源。

在低溫的德拜模型[德拜模型只考慮彈性波對(duì)熱容的貢獻(xiàn)]符合很好，原因是什么？

答：在甚低溫下, 不僅光學(xué)波得不到激發(fā), 而且聲子能量較大的短聲學(xué)格波也未被激發(fā), 得到激發(fā)的只是聲子能量較小的長(zhǎng)聲學(xué)格波. 長(zhǎng)聲學(xué)格波即彈性波. 德拜模型只考慮彈性波對(duì)熱容的貢獻(xiàn). 因此, 在甚低溫下, 德拜模型與事實(shí)相符, 自然與實(shí)驗(yàn)相符.

陶瓷中晶界對(duì)材料性能有很大的影響，試舉例說(shuō)明晶界的作用

答：晶界是一種面缺陷，是周期性中斷的區(qū)域，存在較高界面能和應(yīng)力，且電荷不平衡，故晶界是缺陷富集區(qū)域，易吸附或產(chǎn)生各種熱缺陷和雜質(zhì)缺陷，與體內(nèi)微觀粒子（如電子）相比，晶界微觀粒子所處的能量狀態(tài)有明顯差異，稱(chēng)為晶界態(tài)。

在半導(dǎo)體陶瓷，通常可以通過(guò)組成，制備工藝的控制，使晶界中產(chǎn)生不同起源的受主態(tài)能級(jí)，在晶界產(chǎn)生能級(jí)勢(shì)壘，顯著影響電子的輸出行為，使陶瓷產(chǎn)生一系列的電功能特性（如PTC特性，壓敏特性，大電容特性等）。這種晶界效應(yīng)在半導(dǎo)體陶瓷的發(fā)展中得到了充分的體現(xiàn)和應(yīng)用。

從能帶理論的角度簡(jiǎn)述絕緣體，半導(dǎo)體，導(dǎo)體的導(dǎo)電或絕緣機(jī)制

答：⑴在金屬能帶中，價(jià)帶與導(dǎo)帶迭合，價(jià)帶中存在空能級(jí)或者價(jià)帶全滿但導(dǎo)帶中有電子，故電子易遷移進(jìn)入較高能量狀態(tài)的空能級(jí)中，金屬具有優(yōu)異的導(dǎo)電性⑵在絕緣體的能帶中，其價(jià)帶全部填滿，而導(dǎo)帶全部為空能級(jí)，在價(jià)帶與導(dǎo)帶之間存在很寬的禁帶（>3.0eV），因而電子難以由價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶中，絕緣體的導(dǎo)電性很差⑶半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)與絕緣體相似，但其禁帶較窄(<3.0eV),因而在外電場(chǎng)激發(fā)下(如熱激發(fā)),電子可由價(jià)帶躍進(jìn)導(dǎo)帶中而導(dǎo)電,如果在禁帶中靠近導(dǎo)帶(或價(jià)帶)的位置引入附加能級(jí)(施主或受主)將顯著提高半導(dǎo)體的導(dǎo)電性.

畫(huà)出鈣鈦礦的晶體結(jié)構(gòu),并指出它是由哪幾種布拉菲格子組成的.

答:此為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)(BaTiO3,SrTiO3等),A,B,O1,O2,O3各自組成5個(gè)簡(jiǎn)單立方布氏格子套購(gòu)而成。

試從結(jié)合鍵的角度說(shuō)明水在結(jié)冰是何以會(huì)膨脹？

答：水結(jié)成冰，是從液態(tài)往固態(tài)轉(zhuǎn)化，形成晶體結(jié)構(gòu)，晶格與晶格之間是通過(guò)氫鍵結(jié)合，氫原子不但與一個(gè)氧原子結(jié)合成共價(jià)鍵O-H，而且還和另一個(gè)氧原子結(jié)合，但結(jié)合較弱，鍵較長(zhǎng)，用O-H表示，氧原子本身則組成一個(gè)四面體。

經(jīng)典的自由電子理論的要點(diǎn),用其解釋金屬的電性能

答:要點(diǎn):金屬晶體就是靠自由價(jià)電子和金屬離子所形成的點(diǎn)陣間的相互作用而結(jié)合在一起的,這種相互作用稱(chēng)為金屬鍵.

⑴金屬中存在大量可自由運(yùn)動(dòng)的電子,其行為類(lèi)似理想氣體⑵電子氣體除與離子實(shí)碰撞瞬間外,其他時(shí)間可認(rèn)為是自由的⑶電子←→電子之間的相互碰撞(作用)忽略不計(jì)⑷電子氣體通過(guò)與離子實(shí)的碰撞而達(dá)到熱平衡,電子運(yùn)動(dòng)速度分布服從M—B經(jīng)典分布.

在金屬中的自由價(jià)電子的數(shù)目是較多的且基本上不隨溫度而變,所以當(dāng)溫度升高的時(shí)候,金屬電導(dǎo)率的變化主要取決去電子運(yùn)動(dòng)的速度.因?yàn)榫Ц裰械脑雍碗x子不是靜止的,它們?cè)诰Ц竦母顸c(diǎn)上作一定的振動(dòng),且隨溫度升高這種振動(dòng)會(huì)加劇,證實(shí)這種振動(dòng)對(duì)電子的流動(dòng)起著阻礙作用,溫度升高,阻礙作用加大,電子遷移率下降,電導(dǎo)率自然也下降了

索莫非量子理論的成功之處

答:金屬中的電子不受任何其他外力的作用,彼此間也無(wú)相互作用,可把它看成是在一個(gè)長(zhǎng),寬,高,分別為a,b,c的方匣子中運(yùn)動(dòng)的自由離子,在金屬內(nèi)部每一個(gè)電子的勢(shì)能是一個(gè)常數(shù)(或0),在邊界處和邊界外面的勢(shì)能則為無(wú)窮大,所以可把金屬中的電子看成是在具有一定深度勢(shì)阱中運(yùn)動(dòng)的自由電子,把這樣一個(gè)體系作為三維勢(shì)箱中的平動(dòng)子來(lái)考慮. ? ?

成功之處:1解釋了金屬鍵的本質(zhì);2對(duì)電子的比熱問(wèn)題進(jìn)行了較好的解釋

長(zhǎng)光學(xué)支格波與長(zhǎng)聲學(xué)支格波本質(zhì)上有何差異?

答:長(zhǎng)光學(xué)支格波的特征是每個(gè)元胞內(nèi)的不同原子做相對(duì)振動(dòng),振動(dòng)頻率較高,它包含了晶格振動(dòng)頻率最高的振動(dòng)模式,長(zhǎng)聲學(xué)支格波的特征是元胞內(nèi)的不同原子沒(méi)有相對(duì)位移,元胞做整體運(yùn)動(dòng),振動(dòng)頻率較低,它包含了晶格振動(dòng)頻率最低的振動(dòng)模式,波速是一常數(shù),任何晶體都存在聲學(xué)支格波,但簡(jiǎn)單晶格(非復(fù)式格子)晶體不存在光學(xué)支格波.

從導(dǎo)電率的角度簡(jiǎn)述絕緣體,半導(dǎo)體,導(dǎo)體的導(dǎo)電或絕緣機(jī)制

答:⑴從電導(dǎo)率角度講,由于金屬的可自由移動(dòng)電子較多,所以電導(dǎo)率很大,并且電導(dǎo)率隨著溫度的升高而降低.⑵從電導(dǎo)率角度講,由于絕緣體的可自由移動(dòng)電子很少,所以電導(dǎo)率很小,并且電導(dǎo)率隨著溫度的升高而升高.

按缺陷在空間分布的情況,對(duì)晶體的缺陷進(jìn)行分類(lèi),并舉例說(shuō)明摻雜對(duì)材料結(jié)構(gòu)和性能的影響

答:①點(diǎn)缺陷:本征熱缺陷(弗倫克爾缺陷,肖脫基缺陷),雜質(zhì)缺陷(置換,填隙),色心,極化子.線缺陷:刃性位錯(cuò),螺旋位錯(cuò);面缺陷:小角晶界,晶界,堆積缺陷;體缺陷:孔洞,聚集,微裂紋②在Fe中摻雜C,使C聚集在晶界,提高Fe的韌性;在Si中摻雜微量P,B等元素能使Si成為半導(dǎo)體,電導(dǎo)率得到大幅度提高;在白寶石Al2O3晶體中摻雜Cr替代Al,可由白寶石變成紅寶石,改變Al2O3晶體的光學(xué)特性

簡(jiǎn)述石墨的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),并說(shuō)明其結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系

答:石墨晶體,是金剛石的同素異構(gòu)體,組成石墨的一個(gè)碳原子以其最外層的三個(gè)價(jià)電子與其最近鄰的三個(gè)原子組成共價(jià)鍵結(jié)合,這三個(gè)鍵幾乎在同意平面上,使晶體呈層狀;另一個(gè)價(jià)電子則較自由的在整個(gè)層中運(yùn)動(dòng),具有金屬鍵的性質(zhì),這是石墨具有較好導(dǎo)電本領(lǐng)的根源層與層之間又依靠分子晶體的瞬時(shí)偶極矩的互作用而結(jié)合,這又是石墨質(zhì)地疏松的根源.

簡(jiǎn)述離子晶體中缺陷對(duì)電導(dǎo)率有何影響?

答:由于離子晶體是正負(fù)離子在庫(kù)侖力的作用下結(jié)合而成的,因而使離子晶體中點(diǎn)缺陷帶有一定的電荷,這就引起離子晶體的點(diǎn)缺陷具有一般點(diǎn)缺陷沒(méi)有的特性,理想的離子晶體是典型的絕緣體,滿價(jià)帶與空帶之間有很寬的禁帶,熱激發(fā)幾乎不可能把電子由滿價(jià)帶激發(fā)到空帶上去,但實(shí)際上離子晶體都有一定的導(dǎo)電性,其電阻明顯地依賴(lài)于溫度和晶體的純度.因?yàn)闇囟壬吆蛽诫s都可能在晶體中產(chǎn)生缺陷,所以可以斷定離子晶體的導(dǎo)電性與缺陷有關(guān).

從能帶理論可以這樣理解離子晶體的導(dǎo)電性:離子晶體中帶點(diǎn)的點(diǎn)缺陷可以是束縛電子或空穴,形成一種不同于布洛赫的局域態(tài).這種局域態(tài)的能級(jí)處于滿帶和空帶的能隙中,且離空帶的帶地或者滿帶的帶頂較近,從而可能通過(guò)熱激發(fā)向空帶提供電子或接受滿帶電子,使離子晶體表現(xiàn)出類(lèi)似于半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性.

為什么組成晶體的粒子（分子，原子或離子）間的互作用力除吸引力還要排斥力？排斥力的來(lái)源是什么？ 答：電子云重疊——泡利不相容原理 ? ?排斥力的來(lái)源：相鄰的原子靠的很近，以至于它們內(nèi)層閉合殼層的電子云發(fā)生重疊時(shí)，相鄰的原子間使產(chǎn)生巨大排斥力，也就是說(shuō)，原子間的排斥作用來(lái)自相鄰原子內(nèi)層閉合殼層電子云的重疊。

本征半導(dǎo)體的能帶與絕緣體的能帶有何異同？ ?

答：在低溫下，本征半導(dǎo)體的能帶與絕緣體的能帶結(jié)構(gòu)相同，但本征半導(dǎo)體的禁帶較窄，禁帶寬度通常小于2eV，由于禁帶窄，本征半導(dǎo)體禁帶下滿帶項(xiàng)的電子可以借助熱激發(fā)，躍遷到禁帶上面空帶的底部，使得滿帶不滿，空帶不空，二者都對(duì)導(dǎo)電有貢獻(xiàn)。

試述范德瓦爾斯力的起源和特點(diǎn)

答：范德瓦爾斯力：是分子間微弱的相互作用力，主要由靜電力（偶極子-偶極子相互作用）（極性分子之間），誘導(dǎo)力（偶極子-誘導(dǎo)偶極子相互作用）（極地分子和非極地分子之間），色散力（非極性分子的誘導(dǎo)偶極子-誘導(dǎo)偶極子的相互作用）之間的相互作用而結(jié)合；

特點(diǎn)：①存在于所有分子間②作用范圍在幾個(gè)A內(nèi)③沒(méi)有方向性和飽和性④不同分子中，靜電力，誘導(dǎo)力和色散力所占比例不同，一般色散力所占比例較大。

為什么金屬具有延展性而原子晶體和離子晶體卻沒(méi)有延展性？

答：正離子間可流動(dòng)的“電子海”，對(duì)原子移動(dòng)時(shí)克服勢(shì)壘起到“調(diào)劑”作用。因此，原子間（主要是密置層間）比較容易相對(duì)位移，從而使金屬有較好的延展性和可塑性。原子晶體具有方向性和飽和性;離子晶體間相對(duì)位移出現(xiàn)同號(hào)相鄰現(xiàn)象，產(chǎn)生斥力

試從金屬鍵的結(jié)合特性說(shuō)明，何以多數(shù)金屬形成密集結(jié)構(gòu)？

答：金屬結(jié)合中，受到最小能量原理的約束，要求原子實(shí)與共有電子電子云間的庫(kù)倫能要盡可能的低（絕對(duì)值盡可能的大）原子實(shí)越緊湊，原子實(shí)與共有電子電子云靠的就越緊密，庫(kù)倫能就越低，所以，許多金屬的結(jié)構(gòu)為密積結(jié)構(gòu)

在討論晶體的結(jié)合時(shí)，有時(shí)說(shuō)，由于電子云的交疊使互作用能減小，出現(xiàn)引力，形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；有事又說(shuō)，由于電子云的交疊，使原子間初相斥力，這兩種說(shuō)法有無(wú)矛盾？

答：共價(jià)結(jié)合，形成共價(jià)鍵的配對(duì)電子，它們的自旋方向相反，這兩個(gè)電子的電子云交迭使得體系的能量降低，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，但當(dāng)原子靠的很近時(shí)，原子內(nèi)部充滿殼層電子的電子云交疊，量子態(tài)相同的電子產(chǎn)生巨大的排斥力，使得系統(tǒng)的能量急劇增大。

2、什么叫格波？

答：晶格中的原子振動(dòng)是以角頻率為ω的平面波形式存在的，這種波就叫格波。

3、什么叫聲子？與光子有何區(qū)別？

答：將格波的能量量子叫聲子。

聲子和光子的區(qū)別：光子是一種真實(shí)粒子，它可以在真空中存在；但聲子是人們?yōu)榱烁玫乩斫夂吞幚砭Ц窦w振動(dòng)設(shè)想出來(lái)的一種粒子，它不能游離于固體之外，更不能跑到真空中，離開(kāi)了晶格振動(dòng)系統(tǒng)，也就無(wú)所謂聲子，所以，聲子是種準(zhǔn)粒子。聲子和光子一樣，是玻色子，它不受泡利不相容原理限制，粒子數(shù)也不守恒，并且服從玻色-愛(ài)因斯坦統(tǒng)計(jì)。

1.在利用能帶理論計(jì)算晶體能帶時(shí)，固體是由大量原子組成，每個(gè)原子又有原子核和電子，實(shí)際上是要解多體問(wèn)題的薛定鄂方程，而我們要把多體問(wèn)題轉(zhuǎn)化為單電子問(wèn)題，需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，試敘述需要哪些簡(jiǎn)化近似？

答：首先應(yīng)用絕熱近似，由于電子質(zhì)量遠(yuǎn)小于離子質(zhì)量，電子的運(yùn)動(dòng)速度就比離子要大得多，故相對(duì)于電子，可認(rèn)為離子不動(dòng)，或者說(shuō)電子的運(yùn)動(dòng)可隨時(shí)調(diào)整來(lái)適應(yīng)離子的運(yùn)動(dòng)。

第二個(gè)近似是平均場(chǎng)近似，在多電子系統(tǒng)中，可把多電子中的每一個(gè)電子看作在離子場(chǎng)及其他電子產(chǎn)生的平均場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)這種考慮叫平均場(chǎng)近似。

第三個(gè)近似是周期場(chǎng)近似，每個(gè)電子都在完全相同的嚴(yán)格周期性勢(shì)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，因此每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)都可以單獨(dú)考慮。

2.布洛赫定理的表達(dá)形式和布洛赫定理的物理意義？

答：它表明在不同原胞的對(duì)應(yīng)點(diǎn)上，波函數(shù)相差一個(gè)相位因子exp(ikRn)，相位因子不影響波函數(shù)模的大小，所以不同原胞對(duì)應(yīng)點(diǎn)上，電子出現(xiàn)的概率是相同的。

3.簡(jiǎn)述近自由電子模型。

答：該模型假設(shè)晶體勢(shì)很弱，晶體電子的行為很像是自由電子，我們可以在自由電子模型結(jié)果的基礎(chǔ)上用微擾方法去處理勢(shì)場(chǎng)的影響，這種模型得到的結(jié)果可以作為簡(jiǎn)單金屬價(jià)帶的粗略近似。

4.簡(jiǎn)述緊束縛電子模型。

答：原子勢(shì)很強(qiáng)，晶體電子基本上是圍繞一個(gè)固定電子運(yùn)動(dòng)，與相鄰原子存在的很弱的相互作用可以當(dāng)作微擾處理，所得結(jié)果可以作為固體中狹窄的內(nèi)殼層能帶的粗略近似。

固體物理復(fù)習(xí)資料

1. 解理面（即用刀切開(kāi)的那個(gè)面）是指數(shù)低的晶面還是指數(shù)高的晶面。為什么？

答：晶體容易沿解理面劈裂，說(shuō)明平行于解理面的原子層之間的結(jié)合力弱，即平行解理面的原子層的間距大. 因?yàn)槊骈g距大的晶面族的指數(shù)低, 所以解理面是面指數(shù)低的晶面.

2：引入波恩-卡門(mén)條件的理由是什么？

(1)方便于求解原子運(yùn)動(dòng)方程.

由本教科書(shū)的(3.4)式可知, 除了原子鏈兩端的兩個(gè)原子外, 其它任一個(gè)原子的運(yùn)動(dòng)都與相鄰的兩個(gè)原子的運(yùn)動(dòng)相關(guān). 即除了原子鏈兩端的兩個(gè)原子外, 其它原子的運(yùn)動(dòng)方程構(gòu)成了個(gè)聯(lián)立方程組. 但原子鏈兩端的兩個(gè)原子只有一個(gè)相鄰原子, 其運(yùn)動(dòng)方程僅與一個(gè)相鄰原子的運(yùn)動(dòng)相關(guān), 運(yùn)動(dòng)方程與其它原子的運(yùn)動(dòng)方程迥然不同. 與其它原子的運(yùn)動(dòng)方程不同的這兩個(gè)方程, 給整個(gè)聯(lián)立方程組的求解帶來(lái)了很大的困難.

(2)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合得較好.

對(duì)于原子的自由運(yùn)動(dòng), 邊界上的原子與其它原子一樣, 無(wú)時(shí)無(wú)刻不在運(yùn)動(dòng). 對(duì)于有N個(gè)原子構(gòu)成的的原子鏈, 硬性假定

的邊界條件是不符合事實(shí)的. 其實(shí)不論什么邊界條件都與事實(shí)不符. 但為了求解近似解, 必須選取一個(gè)邊界條件. 晶格振動(dòng)譜的實(shí)驗(yàn)測(cè)定是對(duì)晶格振動(dòng)理論的最有力驗(yàn)證(參見(jiàn)本教科書(shū)§3.2與§3.4). 玻恩卡門(mén)條件是晶格振動(dòng)理論的前提條件. 實(shí)驗(yàn)測(cè)得的振動(dòng)譜與理論相符的事實(shí)說(shuō)明, 玻恩卡門(mén)周期性邊界條件是目前較好的一個(gè)邊界條件

3．什么是簡(jiǎn)正振動(dòng)模式？簡(jiǎn)正振動(dòng)數(shù)目，格波振動(dòng)模式或數(shù)目是否是一回事？

答：為了使問(wèn)題既簡(jiǎn)化又能抓住主要矛盾，在分析討論晶格振動(dòng)時(shí)，將原子間互作用力的泰勒級(jí)數(shù)中的非線形項(xiàng)忽略掉的近似稱(chēng)為簡(jiǎn)諧近似. 在簡(jiǎn)諧近似下, 由N個(gè)原子構(gòu)成的晶體的晶格振動(dòng), 可等效成3N個(gè)獨(dú)立的諧振子的振動(dòng). 每個(gè)諧振子的振動(dòng)模式稱(chēng)為簡(jiǎn)正振動(dòng)模式, 它對(duì)應(yīng)著所有的原子都以該模式的頻率做振動(dòng), 它是晶格振動(dòng)模式中最簡(jiǎn)單最基本的振動(dòng)方式. 原子的振動(dòng), 或者說(shuō)格波振動(dòng)通常是這3N個(gè)簡(jiǎn)正振動(dòng)模式的線形迭加.

簡(jiǎn)正振動(dòng)數(shù)目、格波數(shù)目或格波振動(dòng)模式數(shù)目是一回事, 這個(gè)數(shù)目等于晶體中所有原子的自由度數(shù)之和, 即等于3N.

6．結(jié)晶學(xué)中晶胞是按晶體什么特性選取的？

答：在結(jié)晶學(xué)中, 晶胞選取的原則是既要考慮晶體結(jié)構(gòu)的周期性又要考慮晶體的宏觀對(duì)稱(chēng)性.

7．晶體中聲子數(shù)是否守恒？

高溫時(shí), 晶體中的聲子數(shù)目與溫度成正比.（不守恒）

低溫時(shí), 晶體中的聲子數(shù)目與T 3成正比.（不守恒）

編輯切換為居中

15.長(zhǎng)光學(xué)支格波與長(zhǎng)聲學(xué)支格波本質(zhì)上有何差別?

答：長(zhǎng)光學(xué)支格波的特征是每個(gè)原胞內(nèi)的不同原子做相對(duì)振動(dòng), 振動(dòng)頻率較高, 它包含了晶格振動(dòng)頻率最高的振動(dòng)模式. 長(zhǎng)聲學(xué)支格波的特征是原胞內(nèi)的不同原子沒(méi)有相對(duì)位移, 原胞做整體運(yùn)動(dòng), 振動(dòng)頻率較低, 它包含了晶格振動(dòng)頻率最低的振動(dòng)模式, 波速是一常數(shù). 任何晶體都存在聲學(xué)支格波, 但簡(jiǎn)單晶格(非復(fù)式格子)晶體不存在光學(xué)支格波.

（下面的稍微看看就可以了）

12. 固體呈現(xiàn)宏觀彈性的微觀本質(zhì)是什么？

答：固體受到外力作用時(shí)發(fā)生形變，在外力撤銷(xiāo)后形變消失的性質(zhì)稱(chēng)為固體的彈性，設(shè)無(wú)外力時(shí)相鄰原子的距離為a，當(dāng)相鄰原子間的距離>a時(shí)，吸引力起主導(dǎo)作用，當(dāng)相鄰原子間的距離<a時(shí)，排斥力起主導(dǎo)作用，當(dāng)固體受擠壓時(shí)，原子間的排斥力抗擊著這一形變，當(dāng)固體呈現(xiàn)受拉伸時(shí)，原子間的吸引力抗擊著這里形變，因此，固體呈現(xiàn)宏觀彈性的微觀本質(zhì)是原子間存在相互的作用這種作用力即含有吸引力有含有排斥力。

13. 拉曼散射中光子會(huì)不會(huì)產(chǎn)生倒逆散射？

拉曼散射是長(zhǎng)光學(xué)波聲子與光子（紅外光）的相互作用，長(zhǎng)光學(xué)波聲子的波矢很小，響應(yīng) 的動(dòng)量小，產(chǎn)生倒逆散射的條件要求波長(zhǎng)小，散射角大，拉曼散射不滿足條件所以不會(huì)產(chǎn)生倒逆散射。

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