物理所2003年固体物理考博题！ Y sC>i`n9
2003年第一期固体物理
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第一部分 n-2]M0 5O
（共6题，选作4题，每题15分，共计60分；如多做，按前4题计分） b}$+H/V
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1. 从成键的角度阐述 Ⅲ-Ⅴ 族和 Ⅱ-Ⅵ 族半导体为什么可以形成同一种结构:闪锌矿结构。 5:[0z5Hww
2. 请导出一维双原子链的色散关系，并讨论在长波极限时光学波和声学波的原子振动特点。 e-/&$Qq
3. 从声子的概念出发，推导并解释为什么在一般晶体中的低温晶格热容量和热导率满足T3关系。
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4. 设电子在一维弱周期势场V(x)中运动，其中V(x)= V(x+a)，按微扰论求出k=±π/a处的能隙。 h%na>G
5. 假设有一个理想的单层石墨片，其晶格振动有两个线性色散声学支和一个平方色散的声学支，分别是ω=c1k，ω=c2k，ω=c3k（其中c1，c2和c3(π/a)是同一量级的量，a是晶格常数）。 c%
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1）试从Debye模型出发讨论这种晶体的低温声子比热的温度依赖关系，并作图定性表示其函数行为； < X hm`rH
2）已知石墨片中的每一个碳原子贡献一个电子，试定性讨论电子在k空间的填充情况及其对低温比热的贡献情况。 [o#oa k{U
6. 画出含有两个化合物并包含共晶反应和包晶反应的二元相图，注明相应的共晶和包晶反应的成分点和温度，写出共晶和包晶反应式。 S/hQZHZHg,
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第二部分 U BU=9a5
（共9题，选做5题，每题8分，总计40分；如多做，按前5题计分） PCee<W_%YE
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1. 从导电载流子的起源来看，有几种半导体？ [ZwjOi:)
2. 举出3种元激发，并加以简单说明。 e `_
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3. 固体中存在哪几种抗磁性？铁磁性和反铁磁性是怎样形成的？铁磁和反铁磁材料在低温和高温下的磁化有什么特点？ e(;,`L\*
4. 简述固体光吸收过程的本证吸收、激子吸收及自由载流子吸收的特点，用光吸收的实验如何确定半导体的带隙宽度？ 2eS~/Pq5=i
5. 利用费米子统计和自由电子气体模型说明低温下的电子比热满足T线性关系。 \fLMr\LL&
6. 超导体的正常态和超导态的吉布斯自由能的差为μ0Hc2(T)，这里Hc是超导体的临界磁场，说明在无磁场时的超导相变是二级相变，而有磁场时的相变为一级相变。 \~mT]
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7. 什么是霍耳效应？何时会出现量子霍耳效应？ Y=?3 js?O
8. 假设一体心立方化合物的点阵常数为a，写出前5条衍射线的晶面间距d值。 ,.8KN<A2]'
9. 简述晶体中的各种缺陷。 epe)a
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2003年博士入学考试专业基础试卷 K&]G3W%V
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1. 请解释下列名词 Ykw* &opz
（1） 声子（2）布里渊区（3）螺旋轴（4）晶体色心（5）结构因子 <oV(7
2. 试推导体心格子的消光规律 oxA<VWUNT
3. 画出含有两个化合物并包含共晶反应和包晶反应的二元相图，注明相应的共晶和包晶反应的成分点和温度 g}{aZ$sta
4. 简述相图在晶体生长中的应用 xwq
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5. 简述影响多晶X射线衍射强度的因素 prF%.(G2)
6. 试列出三种重要的功能材料并简述其性能 |v%YQ
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7.某立方晶系化合物，晶胞参数ａ=4.00A，晶胞中顶点位置为Ti4+所占，体心位置为Sr2+所占，所有棱心位置为O2-所占。 pofie $
（1）用分数坐标表示诸离子在晶胞中的位置(3分) I; |B.j
（2）写出此晶体的化学组成（分子式）(3分) }B+C ~ @j
（3）计算该晶体前三条衍射线的d值（5分） dn+KH+v
（4）指出Ti4+和Sr2+的配位数（4分） 9~XA q^e
（5）计算Ti-O和Sr-O键长（5分） Ya"a`ozq
2002年第二期博士入学考试专业基础试卷 v>)"HL"XG
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（每题20分，任选5题，也可全做） WP MSm<[
1. 请解释下列名词 l<LI7Z]A
（1） 二级相变（2）布里渊区（3）滑移面（4）无公度结构（5）结构因子 d.d/<
2. 试推导一种底心格子的消光规律 pJ"qu, w
3. 请举例说明固溶体的类型及其测定方法 )23H 1
4. 简述相图在晶体生长中的应用 b9HtR -iR;
5. 请简述晶体中的主要缺陷 ]MitOkX
6. 试列出三种重要的功能材料并简述其性能 DU/]
7.某立方晶系化合物，晶胞参数ａ=4.00A，晶胞中顶点位置为Ti4+所占，体心位置为Sr2+所占，所有棱心位置为O2-所占。 |N 7M^
（1）用分数坐标表示诸离子在晶胞中的位置(3分)
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（2）写出此晶体的化学组成（分子式）(3分) ~IBP|)WA-
（3）计算该晶体前三条衍射线的d值（5分） *H2r@)Y[~
（4）指出Ti4+和Sr2+的配位数（4分） #a,PZDaE
（5）计算Ti-O和Sr-O键长（5分） ?X<eV1a
2001年第二期招收博士研究生入学考试试题 : bq8N@P/
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第一部分： g@!V3V
（共6题，选做4题，每题15分，总计60分。这部分只能选做4题，如超出规定范围，阅卷时按前4题计分。） /{n -Y/j p
1.写出七大晶系，并指出每一晶系包含哪几种布拉伐格子（Bravais Iattice）. uh > ; 8
2.怎样用能带论来理解导体、绝缘体、及半导体之间的区别？ L\ "d
3.简单推导布洛赫（Bloch）定理。 ]Q3AD h
4.对于一个二维正方格子，晶格常数为ａ， Q\7h`d%)
在其倒空间画图标出第一、第二和第三布里渊区； yq\K)g*=
画出第一布里渊区中各种不同能量处的等能面曲线； `mJ6K&t$<
画出其态密度随能量变化的示意图。 2-EIE4ds
5.晶体中原子间共有多少种结合方式？简述它们各自的特点。 3; {kJ Q
6.推导低温及闲暇的热容量表达式（表示为温度、地摆温度、气体常数和必要的数学常数的函数）。 w;amZgD>
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第二部分： =X:Y,?
（共8题，选做5题，每题8分，总计40分。这部分只能选做5题，如超出规定范围，阅卷时按前五题计分。） _A9AEi'.
1. 简述晶体中主要缺陷类型（至少答三种）。 >} i E(
2. 在一维周期场近自由电子模型近似下，格点间距为ａ，请画出能带E(k)示意图，并说明能隙与哪些物理量有关。 JjTegQN
3. 简述大块磁体为什么会分成许多畴，为什么磁畴的分割不会无限进行下去？ f r6 fj
4. 简述固体中的两种常见的光吸收过程和各自对应的跃迁。 33B]R
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5. 写出相律的表达式及其各参数的意义。 4!no~ $b
6. 简述朗道能级的由来。哪一些物理现象与此有关？ S_UIO.K
7. 简述半导体的导电机理，分析其电导率的温度关系？ meO:@Z0
8. 简述超导体的两个主要特征。
