2020年赣南师范大学固体物理学考试大纲

　　一．试卷满分及考试时间

　　试卷满分：100分

　　考试时间：120分钟

　　二．考试题型

　　填空题、简答题、计算和证明题等。

　　三．考试大纲

　　以内容与考核要求的形式，并以黄昆、韩汝琦编著《固体物理学》的章节顺序，列出具体的考核范围：

　　第一章、晶体结构

　　1、内容：

　　一些晶格的实例；晶格的周期性；晶向、晶面和它们的标志；倒格子；晶体的宏观对称性；点群；晶体的对称性；晶体表面的几何结构；非晶态材料的结构；准晶态。

　　2、考核要求：

　　（1）掌握一些常见晶体结构及其代表性晶体；

　　（2）掌握晶体周期性的描述方法：基元、布拉菲格子、原胞、基矢的概念。简单晶格与复式晶格的概念，固体物理学原胞和结晶学单胞的选取；

　　（3）掌握晶向指数与晶面指数（密勒指数）的含义及确定方法；

　　（4）掌握倒矢量的定义与性质，倒格矢与正格矢的关系，倒格矢与晶面族的关系；

　　（5）了解晶体的对称操作、对称元素的概念、晶体点群平移群的基本知识、七大晶系与四种布喇菲格子。

　　第二章、固体的结合

　　1、内容：

　　离子性结合；共价结合；金属性结合；范德互尔斯结合；元素和化合物晶体结合的规律性。

　　2、考核要求：

　　（1）掌握原子是依靠怎样的相互作用结合成为晶体的，结合的主要类型的特点及相应晶体的基本性质；

　　（2）掌握晶体结合能的概念，晶体内能与原子间相互作用力的一般特点及其晶格常数，体弹性模量，抗张强度的关系。

　　第三章、晶格振动与晶体的热学性质

　　1、内容：

　　简谐近似和简正坐标；一维单原子链；一维双原子链，声学波和光学波；三维晶格的振动；离子晶体的长光学波；确定晶格振动谱的实验方法；局域振动；晶格热容的量子理论；晶格振动模式密度；晶格的状态方程和热膨胀；晶格的热传导；非晶固体中的原子振动。

　　2、考核要求：

　　（1）掌握一维单原子链和双原子链的格波及色散关系的推导过程，长声学波和长光学波的特征；

　　（2）了解三维晶格振动的结论；

　　（3）掌握玻恩——卡曼边界条件的应用，q的取值，态密度概念（频谱）；

　　（4）掌握格波色散关系Ｗ（q）在q空间的对称性；

　　（5）理解声子概念；

　　（6）掌握晶格热容的量子理论，爱因斯坦模型和德拜模型；

　　（7）了解非简谐效应，晶体热膨胀，晶体热传导。

　　第四章、能带理论

　　1、内容：

　　布洛赫定理；一维周期场中电子运动的近自由电子近似；三维周期场中电子运动的近自由电子近似；赝势；紧束缚近似——原子轨道线性组合法；晶体能带的对称性；能态密度和费米面；表面电子态；无序系统中的电子态。

　　2、考核要求：

　　（1）掌握布洛赫定理的内容及证明；

　　（2）了解自由电子近似理论模型、能级、能带、带隙、禁带、布里渊区；

　　（3）了解紧束缚近似模型、能带态密度和费米面。

　　第五章、晶体中电子在电场和磁场中的运动

　　1、内容：

　　准经典运动；恒定电场作用下电子的运动；导体、绝缘体和半导体的能带解释；在恒定磁场中电子的运动；回旋共振；德.哈斯——危.阿尔芬效应。

　　2、考核要求：

　　（1）掌握准经典运动概念和规律；

　　（2）了解恒定电场、磁场作用下电子的运动规律；

　　（3）掌握导体、绝缘体及半导体的能带解释。

　　第六章、金属电子论

　　1、内容：

　　费米统计和电子热容量；功函数和接触电势；分布函数和玻尔兹曼方程；驰豫时间近似和电导率公式；各向同性强性散射和驰豫时间；晶格散射和电导；玻耳兹曼方程的局限性，Kubo—Greenwood公式；非晶态金属的电阻率及其温度关系；金属——绝缘体转变。

　　2、考核要求：

　　（1）了解输运过程的基本概念和理论方法；

　　（2）掌握费米统计和电子热容量；

　　（3）了解功函数和接触电势；

　　（4）掌握玻耳兹曼方程及驰豫时间；

　　（5）了解晶格散射和电导；电导率与温度的关系。

　　第七章、半导体电子论

　　1、内容：

　　半导体的基本能带结构；半导体中的杂质；半导体中电子的费米统计分布；电导和霍耳效应；非平衡载流子；PN结；金属——绝缘体——半导体系统和MOS反型层；异质结；非晶态半导体。

　　2、考核要求：

　　（1）掌握半导体的特性；

　　（2）了解半导体电子的费米统计分布；

　　（3）掌握电导与霍耳效应；

　　（4）了解平衡载流子及非平衡载流子；PN结的整流作用。

　　第十二章、晶体中的缺陷和扩散

　　1、内容：

　　多晶体体和晶粒间界；位错；空位、间隙原子的运动和统计平衡；扩散和原子布朗运动；离子晶体中的点缺陷和离子性导电。

　　2、考核要求：

　　（1）掌握晶体内的各种缺陷；

　　（2）理解空位的热平衡统计及其运动；位错色心；原子扩散及离子性电导。

　　四．参考书目

　　1.黄昆原著，韩汝琦著.固体物理学，高等教育出版社，1998

　　2.黄昆著.固体物理学{重排本}，北京大学出版社,2014

　　3.韦丹.固体物理学.北京：清华大学出版社，2003.

　　4.方俊鑫，陆栋.固体物理学.上海：上海科学技术出版社，2005.

　　5.C．基泰尔.固体物理导论.北京：化学工业出版社，2005.