固体物理其中考试题及答案选编.ppt

固体物理学期中测试题;3.色心有两种类型，即______色心和______色心，色心属于___缺陷。刃型位错的位错线与滑移方向_____，螺型位错的位错线与滑移方向_____；面缺陷包括__________，__________，__________。 4 . 萧脱基缺陷是指_______________________ ________________________________________ ; 夫伦克尔缺陷是指________________________ ________________________________________ 。 5 . 原子的散射因子定义是 _________________ ________________________________________ 几何结构因子的定义是____________________ ________________________________________ 。 ;三.证明晶体不存在5度旋转对称轴。 四.计算 1. 写出倒格基矢定义式； 2. 写出面心立方的原胞基矢； 3. 计算其倒格基矢 ，并说明其倒格点组成什么结构? 五.由衍射面指数mh,mk,ml的奇偶性，讨论FCC结构x射线衍射强度极大及消光条件。 ;六. 对于氯化钠型结构的离子晶体，系统的总能为 式中，N 是正、负离子对数，α 为马德隆常数. 1.计算马德隆常数近似值(考虑到第三近邻，保留三位有效数字) 2.证明，平衡离子间距为 3.求平衡态下晶体的结合能为 4.如果晶体被压缩，离子间距由R0变为 (1-δ) R0 ，由于晶体压缩而使其内能增加，计算内能的增量为（忽略δ的二阶以上高次项） ;七．原胞基矢选择不是唯一的，如下图给出的二维格子。图（a）,(b), (c)三种选择都可以表示基矢，分别表示为 ， 和 。图（a）中，其倒格基矢为 ， 其中 Ω是原胞面积。 (1) 用 分别表示出图(b)和(c)中倒格子基矢 及 。 (2) 这三种基矢所对应的倒格子是否唯一，为什么？ (3)以图(a)表示的原胞基矢，晶面指数为 (11)的晶面，若以图(b)和(c)表示原胞基矢，请分别给出对应的晶面面指数。;参考答案;3.电子型色心，空穴型色心，点缺陷。刃型位错的位错线与滑移方向垂直，螺型位错的位错线与滑移方向平行；面缺陷包括敦垛层错，孪晶界面，晶粒间界。 4.晶体内部只有空位，这样的热缺陷称为萧脱基缺陷，晶体中原子或离子脱离格点后，形成填隙(间隙)原子，空位和填隙原子???对出现，这样的热缺陷称为弗伦克尔缺陷。 5.原子的散射因子：整个原子所有电子对于入射波的散射幅度与一个假设位于原子核处的电子的散射幅度之比；几何结构因子：晶胞所有原子或离子沿某一方向的散射波的幅度与一个电子的散射波的幅度之比．;三 .证明： 如图，A,B是同一晶列上O格点的两个近邻格点。如果绕O点并垂直于纸面的转轴顺时针转动θ角，则A格点转到A’ 点，若此时晶格和自身重合，A’点处原来必有一个格点。;如果再绕O点并垂直于纸面的转轴逆时针转动θ角， B格点转到B’处，说明 B’点处原来必有一个格点。可以把格点看成分布在一族相互平行的晶列上，A’B’晶列与AB晶列平行，平行的晶列具有相同的周期，若设该周期为a,则有 A’B’= 2a︱cos θ︱=ma 其中m为整数，︱cos θ︱=m/2≦1 于是可得 m=0, θ=π/2,3π/2; m=1, θ=π/2,2π/3, 4π /3,5π/3; m=2, θ=π,2π ;因为逆时针转3π/2, 4π /3,5π/3分别等于顺时针转π/2, 2π /3， π /3，所以晶格对称转动所独立的转角为 2π, π ，2π/3 π/2, π /3 上面转角可写成 2π/n, n=1,2,3,4,6 称为n度旋转轴，由此可知，晶格的周期性不允许有5度旋转轴 ;四 . 解：1. 倒格基矢定义式：;3. 倒格基矢分别为;五.解： 面心立方原子位置分别为（0,0,0)，(0,1/2,1/2) ，(1/2, 0,1/2)，(1/2,1/2,0) 几何结构因子： ;讨论：由上式可知 当mh,mk,ml全为奇数时， F=4f 当mh,mk,ml全为偶数时 F=4