固体物理-中国科学院大学2013年招收攻读博士学位研究生入.PDF

中国科学院大学 2013 年招收攻读博士学位研究生入学统一考试试卷 科目名称：固体物理 考生须知： 1．本试卷满分为100 分，全部考试时间总计180 分钟。 2 ．所有答案必须写在答卷纸上，写在本试卷纸或草稿纸上一律无效。 一：（10 分） 1. 氢原子包含一个质量为M 的正电荷（Ze）与一个质量为m 的核外电子（-e），间距为R。 写出氢原子量子力学层次的相互作用哈密顿量，并简单说明各项的物理意义。 2. 给出氢原子基态电子轨道（1s）的平均半径（电子与核的距离）及1s 轨道的能量。 二：（15） 1．画出简单立方晶体中的[211]晶向与(211)晶面。 2．分别计算简单立方点阵、面心立方、和体心立方的堆积密度。 三：（10 分） 下图是理想的二维晶格，格点上有原子占据，不同符号表示不同原子。 1. 在图上标出一个固体物理学原胞，写出实空间晶格矢量； 2. 计算倒格矢，画出二维倒格点阵和第一布里渊区， a a 科目名称：固体物理 第1 页 共2 页 —1— 四：（20） 1. 说明晶体Si 的稳态晶体结构、以及Si 原子之间的化学键形式。 2. 说明Si 的n 型和p 型掺杂的基本原理。 3. 简要说明p-n 结的基本特点。 4. 以目前市场普及率较高的Si 太阳能电池为例，简要说明太阳能电池的基本原理。 五：（35 分） 解释以下概念，简单说明涉及的各概念的物理意义。 1. 直接带半导体、间接带半导体、半金属：用能带E （k）示意 2. 德拜声子模型与爱因斯坦声子模型； 3. 位移型铁电体，举一例 4. 铁电畴 5. 电滞回线 6. 金属材料与半导体材料光吸收的微观机制及其差别 -31 六：(10分) 计算温度为300K 的均匀电子气中电子的平均热速度。电子质量为m=9.1x10 kg； -23 -1 玻尔兹曼常数k=1.38x10 J.K 。 科目名称：固体物理 第2 页 共2 页 —2—