2019年南京工業(yè)大學(xué)851固體物理考研大綱

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《固體物理》復(fù)習(xí)大綱

一、考試的基本要求

固體物理學(xué)作為研究半導(dǎo)體、金屬、絕緣體等固體材料的微觀結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)，以及構(gòu)成物質(zhì)的各種粒子的運動規(guī)律的學(xué)科，是研究凝聚態(tài)物理和材料學(xué)科相關(guān)課題的基礎(chǔ)知識。本科目的考試內(nèi)容包括晶體結(jié)構(gòu)、晶格振動、金屬電子論、能帶理論等，考察考生對固體物理學(xué)的基本概念、基本原理和基本方法的理解和掌握程度以及利用固體物理基礎(chǔ)知識分析和解決相關(guān)領(lǐng)域問題的能力。

二、考試方式和考試時間

閉卷考試，總分150，考試時間為3小時。

三、參考書目(僅供參考)

《固體物理學(xué)》，黃昆著韓汝琦編，高等教育出版社 1998年版

四、試題類型：

主要包括填空題、選擇題、簡答題、計算題等類型，并根據(jù)每年的考試要求做相應(yīng)調(diào)整。

五、考試內(nèi)容及要求

第一部分 晶體結(jié)構(gòu)

理解單晶、準晶和非晶材料原子排列在結(jié)構(gòu)上的差別;

掌握原胞、基矢的概念，清楚晶面和晶向的表示，了解對稱性;

了解簡單的晶體結(jié)構(gòu)以及二維和三維晶格的分類;

掌握倒易點陣和布里淵區(qū)的概念，能夠熟練得出倒格子矢量和布里淵區(qū);

了解X射線衍射條件、基元的幾何結(jié)構(gòu)因子及原子形狀因子。

第二部分 固體的結(jié)合

熟悉固體結(jié)合的基本形式，共價晶體，金屬晶體，分子晶體與離子晶體，范德瓦爾斯結(jié)合，氫鍵，馬德隆常數(shù);

掌握典型離子晶體基本特點，離子晶體的結(jié)合能，彈性模量;

理解共價鍵基本特征，典型例子軌道雜化;

熟悉金屬結(jié)合。

第三部分 晶格振動與晶體的熱學(xué)性質(zhì)

熟練掌握一維鏈的振動(單原子鏈、雙原子鏈)、聲學(xué)支、光學(xué)支、色散關(guān)系;

掌握格波、簡正坐標、聲子、聲子振動態(tài)密度、長波近似等概念;

熟練掌握固體熱容的愛因斯坦模型、德拜模型;

了解非簡諧效應(yīng)——熱膨脹、熱傳導(dǎo);

了解中子的非彈性散射測聲子能譜。

第四部分 能帶理論

深刻理解布洛赫定理;

理解并熟練掌握近自由電子近似模型;

理解并熟練掌握緊束縛近似模型;

深刻理解費密面、能態(tài)密度和能帶的特點;

了解電子表面態(tài)與晶體內(nèi)部電子態(tài)的區(qū)別。

第五部分 晶體中電子在電場和磁場中的運動

理解并熟練掌握在恒定電場作用下固體中電子的運動;

能夠用能帶論解釋金屬、半導(dǎo)體和絕緣體，掌握空穴的概念;

理解并熟練掌握在恒定磁場下固體中電子的運動;

了解回旋共振、德·哈斯-范·阿爾芬效應(yīng)。

第六部分 金屬電子論

理解并掌握金屬自由電子氣模型;

理解功函數(shù)和接觸電勢的概念;

掌握基于金屬電子論的固體電子在外加電場中的運動規(guī)律。

第七部分 半導(dǎo)體電子論

重點掌握半導(dǎo)體的基本能帶結(jié)構(gòu)、雜質(zhì)、電子的費米統(tǒng)計分布、霍爾效應(yīng)、PN結(jié)、異質(zhì)結(jié);

掌握非平衡載流子;

了解金屬-絕緣體-半導(dǎo)體系統(tǒng)和MOS反型層。

第八部分 固體的磁性

掌握原子的磁性、固體磁性;

了解順磁性、鐵磁性、磁疇、磁化、反鐵磁性、亞鐵磁性等概念。

第九部分 固體中的光吸收

掌握固體光學(xué)常數(shù)間的基本關(guān)系;

重點掌握固體中的光吸收過程以及半導(dǎo)體的帶間光吸收;

了解激子光吸收、自由載流子光吸收。

第十部分 固體的元激發(fā)

掌握元激發(fā)、聲子的概念。

第十一部分 晶體中的缺陷和擴散

掌握線缺陷、面缺陷、點缺陷的概念和基本的缺陷類型;

了解位錯的物理特性;

了解擴散及微觀機理;

了解離子晶體中的點缺陷和離子性導(dǎo)電。