固体物理重要知识点总结

1/8. 晶体中微粒的排列按照一定的方式不断的做周期性重 指数：某一晶面分别在三个晶轴上的截距的倒数的互质整数比称为此晶面 排列的紧密程度,称为配位数致密度：晶胞原子所占体积与晶胞总体积之比称为点阵原子的致密度固体物理学元胞：选取体积最小的晶胞,称为元元胞的三边的平移矢量称为基本平移矢量〔或者基矢；突出反映晶体结构 相同的原子组成,原子与晶格的格点相重合而且每个格点周围的情况都一 样复式格子：晶体由两种或者两种以上的原子构成,而且每种原子都各自 构成一种相同的布拉菲格子,这些布拉菲格子相互错开一段距离,相互套购ll2/8.为晶格振动能量的量子叫声子非简谐效应：在晶格振动势能中考虑了δ2 在 连续的,在区域的边界上能量是不连续的,把这样的区域称为布里渊区答：按照爱因斯坦温度的定义,爱因斯坦模型的格波的频率大约为1013Hz,属于光学支频率,但光学格波在低温时对热容的贡献非常小,低温下对热容瓷中晶界对材料性能有很大的影响,试举例说明晶界的作用荷不平衡,故晶界是缺陷富集区域,易吸附或产生各种热缺陷和杂质缺陷,与体微观粒子〔如电子相比,晶界微观粒子所处的能量状态有明显差异,称的受主态能级,在晶界产生能级势垒,显著影响电子的输出行为,使瓷。从能带理论的角度简述绝缘体,半导体,导体的导电或绝缘机制答：⑴在金属能带中,价带与导带迭合,价带中存在空能级或者价带全满但3/8.导带中有电子,故电子易迁移进入较高能量状态的空能级中,金属具有优异的导电性⑵在绝缘体的能带中,其价带全部填满,而导带全部为空能级,在中,绝缘体的导电性很差⑶半导体的能带结构与绝缘体相似,但其禁带较窄<<3.0eV>,因而在外电场激发下<如热激发>,电子可由价带跃进导带中而导电,如果在禁带中靠近导带<或价带>的位置引入附加能级<施主或受主>将显著提高半导体的导电性. 画出钙钛矿的晶体结构,并指出它是由哪几种布拉菲格子组成的 33123氢键结合,氢原子不但与一个氧原子结合成共价键O-H,而且还和另一个氧原子结合,但结合较弱,键较长,用O-H表示,氧原子本身则组成一个四面经典的自由电子理论的要点,用其解释金属的电性能答:要点:金属晶体就是靠自由价电子和金属离子所形成的点阵间的相互作称为金属键.互碰撞<作用>忽略不计⑷电子气体通过与离子实的碰撞而达到热平衡,电4/8.价电子的数目是较多的且基本上不随温度而变,所以当温度升高的时候,金属电导率的变化主要取决去电子运动的速度.因为晶格中的原子和离子不是静止的,它们在晶格的格点上作一定的振动,且随温度升高这种振动会加剧,证实这种振动对电子的流动起着阻碍作用,温度升高,的成功之处金属中的电子不受任何其他外力的作用,彼此间也无相互作用,可把它无穷大,所以可把金属中的电子看成是在具有一定深度势阱中运动的自由。成功之处:1解释了金属键的本质;2对电子的比热问题进行了较好的解释 长光学支格波与长声学支格波本质上有何差异? 答:长光学支格波的特征是每个元胞的不同原子做相对振动,振动频率较高,同原子没有相对位移,元胞做整体运动,振动频率较低,它包含了晶格振动振动模式,波速是一常数,任何晶体都存在声学支格波,但简单晶格<非复式格子>晶体不存在光学支格波. 从导电率的角度简述绝缘体,半导体,导体的导电或绝缘机制 答:⑴从电导率角度讲,由于金属的可自由移动电子较多,所以电导率很大,并且电导率随着温度的升高而降低.⑵从电导率角度讲,由于绝缘体的可自由移动电子很少,所以电导率很小,并且电导率随着温度的升高而升高.5/8. 的影响 答:①点缺陷:本征热缺陷<弗伦克尔缺陷,肖脱基缺陷>,杂质缺陷<置换,填隙>,色心,极化子.线缺陷:刃性位错,螺旋位错;面缺陷:小角晶界,晶界,堆2323 简述石墨的结构特点,并说明其结构与性能的关系 意平面上,使晶体呈层状;另一个价电子则较自由的在整个层中运动,具有金属键的性质,这是石墨具有较好导电本领的根源层与层之间又依靠分子晶体的瞬时偶极矩的互作用而结合,这又是石墨质地疏松的根源. 简述离子晶体中缺陷对电导率有何影响? 答:由于离子晶体是正负离子在库仑力的作用下结合而成的,因而使离子晶没有的特性,理想的离子晶体是典型的绝缘体,满价带与空带之间有很宽的禁带,热激发几乎不可能把电子由满价带激发到空带上去,但实际上离子晶体都有一定的导电性,其电阻明显地依赖于温度和晶体的纯度.因为温度升陷有关.6/8.从能带理论可以这样理解离子晶体的导电性:离子晶体中带点的点缺陷可以是束缚电子或空穴,形成一种不同于布洛赫的局域态.这种局域态的能级处于满带和空带的能隙中,且离空带的带地或者满带的带顶较近,从而于半导体的导电特性.答：电子云重叠——泡利不相容原理排斥力的来源：相邻的原子靠的很近,以至于它们层闭合壳层的电子云发生重叠时,相邻的原子间使产生巨大排斥力,也就是说,原子间的排斥作用来自相邻原子层闭合壳层电子云的答：在低温下,本征半导体的能带与绝缘体的能带结构相同,但本征半导体的禁带较窄,禁带宽度通常小于2eV,由于禁带窄,本征半导体禁带下满带述德瓦尔斯力的起源和特点答：德瓦尔斯力：是分子间微弱的相互作用力,主要由静电力〔偶极子-偶极子相互作用〔极性分子之间,诱导力〔偶极子-诱导偶极子相互作用〔极地分子和非极地分子之间,色散力〔非极性分子的诱导偶极子-诱导偶极子特点：①存在于所有分子间②作用围在几个A③没有方向性和饱和性7/8. 为什么形成一个肖特基缺陷所需能量比形成一个弗伦克尔缺陷所需能量 原子的相互作用能,和晶体部一个原子与其他原子的相互作用能的差值,形成一个弗伦克尔缺陷是,晶体留下一个空位,多一个填隙原子,因此形成一个弗作用能,和晶体部一个原子与其他原子相互作用能的差值,填隙原子与相邻原子的距离非常小,它与其他原子的排斥力的相互作用能是负值,所以填隙原子与其它原子相互作用能的绝对值,比晶体表面一个原子与其他原子相因此,原子间〔主要是密置层间比较容易相对位移,从而使金属有较好的延 答：正常格点的原子脱离晶格位置变成填隙原子,同时原格点成为空位,这8/8.种产生一个填隙原子将伴随产生一个空位的缺陷称为弗伦克尔缺陷,填隙动频率要高,空位附近原子与空位另一边原子的距离比正常格点原子间的距离大得多,它们之间的力系数比正常格点原子间的力系数小得多,所以空 答：金属结合中,受到最小能量原