2021鄭州輕工業(yè)大學(xué)830固體物理研究生考試大綱 正文

要求學(xué)生：掌握晶體的結(jié)合類(lèi)型和結(jié)合性質(zhì)，理解晶體的結(jié)構(gòu)、結(jié)合類(lèi)型與晶體有關(guān)宏觀性能之間的聯(lián)系。晶體馬德隆常數(shù)和體積彈性模量的求解，掌握非極性分子晶體結(jié)合能的計(jì)算；掌握元素和化合物晶體結(jié)合的規(guī)律性。
3. 晶格振動(dòng)及晶體的熱學(xué)性質(zhì)
（1） 簡(jiǎn)諧近似和簡(jiǎn)正坐標(biāo)
（2） 一維單原子鏈
（3） 一維雙原子鏈、聲學(xué)波和光學(xué)波
（4） 三維晶格的振動(dòng)
（5） 離子晶體的長(zhǎng)光學(xué)波
（6） 確定晶格振動(dòng)譜的實(shí)驗(yàn)方法
（7） 晶格熱容的量子理論
（8） 晶格振動(dòng)模式密度
（9） 晶格的狀態(tài)方程和熱膨脹
（10） 晶格的熱傳導(dǎo)
要求學(xué)生：理解晶格振動(dòng)的經(jīng)典模型；掌握一維晶體振動(dòng)模式的色散關(guān)系，建立起晶格振動(dòng)的量子化模型；深刻理解聲子的概念及其與格波的聯(lián)系；理解三維復(fù)式晶格中晶格振動(dòng)的基本規(guī)律；掌握晶格振動(dòng)譜的態(tài)密度函數(shù)及其計(jì)算方法；掌握聲子數(shù)的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律及其與物質(zhì)發(fā)生相互作用時(shí)的能量守恒定律和準(zhǔn)動(dòng)量守恒律；了解晶格振動(dòng)譜的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法。理解晶格比熱與晶格振動(dòng)之間的聯(lián)系，了解晶格比熱的計(jì)算方法，掌握愛(ài)因斯坦模型和德拜模型中對(duì)晶格振動(dòng)的假設(shè)，掌握在德拜近似、愛(ài)因斯坦近似下計(jì)算晶格比熱的半經(jīng)驗(yàn)近似方法；了解非簡(jiǎn)諧效應(yīng)：熱膨脹、熱傳導(dǎo)。
4. 能帶理論
（1） 布洛赫定理
（2） 一維周期場(chǎng)中電子運(yùn)動(dòng)的近自由電子近似
（3） 三維周期場(chǎng)中電子運(yùn)動(dòng)的近自由電子近似
（4） 贗勢(shì)
（5） 緊束縛近似——原子軌道線性組合
（6） 晶體能帶的對(duì)稱(chēng)性

（7） 能態(tài)密度和費(fèi)米面
要求學(xué)生：掌握能帶理論的基本假設(shè)；掌握布洛赫定理，理解布洛赫定理與晶體平移對(duì)稱(chēng)性的本質(zhì)聯(lián)系；理解近自由電子近似的物理基礎(chǔ)，掌握近自由電子近似下一維晶體能帶結(jié)構(gòu)的微擾計(jì)算；掌握一維情況下晶體能帶結(jié)構(gòu)的圖示方法，深刻理解布里淵區(qū)的概 念，能夠解釋布里淵區(qū)分界點(diǎn)上能隙產(chǎn)生的原因及其物理實(shí)質(zhì)；理解三維晶體能帶結(jié)構(gòu)的基本特征；理解緊束縛近似的物理基礎(chǔ)；理解原子軌道線性組合法及原子能級(jí)與晶體能帶的對(duì)應(yīng)關(guān)系，理解能帶形成的原因及其物理實(shí)質(zhì)；掌握典型結(jié)構(gòu)晶體能帶函數(shù)的近似解析表達(dá)式；了解近自由電子近似、緊束縛電子近似情況下等能面和態(tài)密度的特征；掌握能態(tài)密度的計(jì)算；深刻理解費(fèi)米面的概念，了解費(fèi)米面的建造。
5. 晶體中電子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
（1） 準(zhǔn)經(jīng)典運(yùn)動(dòng)
（2） 恒定電場(chǎng)作用下電子的運(yùn)動(dòng)
（3） 導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體的能帶理論
（4） 恒定磁場(chǎng)中電子的運(yùn)動(dòng)
（5） 回旋共振
（6） 德哈斯-范阿爾芬效應(yīng)
要求學(xué)生：理解準(zhǔn)經(jīng)典近似；理解外場(chǎng)中布洛赫電子在準(zhǔn)經(jīng)典近似下的行為，掌握布赫電子運(yùn)動(dòng)的速度和加速度；理解有效質(zhì)量的概念及其物理實(shí)質(zhì)；掌握恒定電場(chǎng)中布洛赫電子的運(yùn)動(dòng)特征，理解恒定磁場(chǎng)中布洛赫電子的運(yùn)動(dòng)特征；理解空穴的概念及其物理意義；掌握導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體的能帶理論解釋。掌握回旋共振；理解德哈斯-范阿爾芬效應(yīng)。
6. 金屬電子理論
（1） 費(fèi)米統(tǒng)計(jì)和電子熱容量
（2） 功函數(shù)和接觸勢(shì)
（3） 分布函數(shù)和玻耳茲曼方程
（4） 馳豫時(shí)間近似和電導(dǎo)率公式
（5） 各項(xiàng)同性彈性散射和馳豫時(shí)間

要求學(xué)生：理解金屬經(jīng)典電子氣理論；掌握金屬中自由電子氣體的基態(tài)性質(zhì)和熱平衡態(tài)性質(zhì)，掌握金屬中自由電子的費(fèi)米分布函數(shù)；掌握金屬中費(fèi)米能量的確定方法，理解金屬熱容量的影響因素；掌握功函數(shù)和接觸電勢(shì)差的概念；了解利用分布函數(shù)解決輸運(yùn)過(guò)程的思想，建立起金屬導(dǎo)電的微觀物理圖像。
7. 半導(dǎo)體電子論
（1） 半導(dǎo)體的基本能帶結(jié)構(gòu)
（2） 半導(dǎo)體中的雜質(zhì)
（3） 半導(dǎo)體電子的費(fèi)米統(tǒng)計(jì)分布
（4） 電導(dǎo)和霍爾效應(yīng)
（5） 非平衡載流子
（6） PN 結(jié)
（7） 異質(zhì)結(jié)
（8） 金屬-絕緣體-半導(dǎo)體系統(tǒng)和 MOS 反型層
要求學(xué)生：掌握半導(dǎo)體的基本能帶結(jié)構(gòu)；理解半導(dǎo)體中的雜質(zhì)對(duì)其能帶結(jié)構(gòu)和宏觀性質(zhì)的影響；理解半導(dǎo)體中電子的費(fèi)米統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律；了解非平衡載流子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)；理解電導(dǎo)和霍爾效應(yīng)。掌握PN結(jié)、金屬-絕緣體-半導(dǎo)體系統(tǒng)和MOS反型層的基本工作原理。
二、試卷題型結(jié)構(gòu)
 
主要題型：填空題（40 分），簡(jiǎn)答題（30 分），計(jì)算題（80 分）。三、試卷分值及考試時(shí)間
考試時(shí)間 180 分鐘，滿分 150 分。

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