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鄭州輕工業大學

2019年碩士研究生入學考試初試科目考試大綱

固體物理(科目代碼：830)

本考試大綱適用于報考鄭州輕工業大學物理與電子工程學院化學物理技術專業碩士研究生的入學考試。

一、考試內容及基本要求

1.晶體的結構

(1) 晶格的周期性

(2) 晶向、晶面和它們的標志

(3) 倒格子

(4) 晶體的宏觀對稱性

(5) 點群

(6) 晶體的對稱性

要求學生：了解晶體的宏觀特征，掌握常見的典型晶體結構類型。掌握晶體微觀結構周期性的表述方式，理解基元、格點、原胞、單胞、布拉伐格子等概念，掌握晶體的空間點陣、晶體基矢的表達，理解簡單晶格、復式晶格等描述晶體微觀結構的各種方法;掌握晶向、晶面等概念，熟悉晶體結構的分類及其標記方法;深刻理解倒格子，掌握正點陣和倒易點陣的關系，理解倒格子與布拉伐格子及晶體有關性能之間的聯系。了解晶體宏觀對稱性的描述方法及其晶體點群;了解晶體微觀對稱性的描述方法及其空間群;了解布拉伐格子的對稱性及其點群，掌握7個晶系和14種布拉伐格子。

2.固體的結合

(1) 離子性結合

(2) 共價鍵結合

(3) 金屬性結合

(4) 范得瓦爾斯結合

(5) 元素和化合物晶體結合的規律性

要求學生：掌握晶體的結合類型和結合性質，理解晶體的結構、結合類型與晶體有關宏觀性能之間的聯系。晶體馬德隆常數和體積彈性模量的求解，掌握非極性分子晶體結合能的計算;掌握元素和化合物晶體結合的規律性。

3.晶格振動及晶體的熱學性質

(1) 簡諧近似和簡正坐標

(2) 一維單原子鏈

(3) 一維雙原子鏈、聲學波和光學波

(4) 三維晶格的振動

(5) 離子晶體的長光學波

(6) 確定晶格振動譜的實驗方法

(7) 晶格熱容的量子理論

(8) 晶格振動模式密度

(9) 晶格的狀態方程和熱膨脹

(10) 晶格的熱傳導

要求學生：理解晶格振動的經典模型;掌握一維晶體振動模式的色散關系，建立起晶格振動的量子化模型;深刻理解聲子的概念及其與格波的聯系;理解三維復式晶格中晶格振動的基本規律;掌握晶格振動譜的態密度函數及其計算方法;掌握聲子數的統計分布規律及其與物質發生相互作用時的能量守恒定律和準動量守恒律;了解晶格振動譜的實驗測定方法。理解晶格比熱與晶格振動之間的聯系，了解晶格比熱的計算方法，掌握愛因斯坦模型和德拜模型中對晶格振動的假設，掌握在德拜近似、愛因斯坦近似下計算晶格比熱的半經驗近似方法;了解非簡諧效應：熱膨脹、熱傳導。

4.能帶理論

(1) 布洛赫定理

(2) 一維周期場中電子運動的近自由電子近似

(3) 三維周期場中電子運動的近自由電子近似

(4) 贗勢

(5) 緊束縛近似——原子軌道線性組合

(6) 晶體能帶的對稱性

(7) 能態密度和費米面

要求學生：掌握能帶理論的基本假設;掌握布洛赫定理，理解布洛赫定理與晶體平移對稱性的本質聯系;理解近自由電子近似的物理基礎，掌握近自由電子近似下一維晶體能帶結構的微擾計算;掌握一維情況下晶體能帶結構的圖示方法，深刻理解布里淵區的概念，能夠解釋布里淵區分界點上能隙產生的原因及其物理實質;理解三維晶體能帶結構的基本特征;理解緊束縛近似的物理基礎;理解原子軌道線性組合法及原子能級與晶體能帶的對應關系，理解能帶形成的原因及其物理實質;掌握典型結構晶體能帶函數的近似解析表達式;了解近自由電子近似、緊束縛電子近似情況下等能面和態密度的特征;掌握能態密度的計算;深刻理解費米面的概念，了解費米面的建造。

5.晶體中電子在電場和磁場中的運動

(1) 準經典運動

(2) 恒定電場作用下電子的運動

(3) 導體、絕緣體、半導體的能帶理論

(4) 在恒定磁場中電子的運動

(5) 回旋共振

(6) 德哈斯-范阿爾芬效應

要求學生：理解準經典近似;理解外場中布洛赫電子在準經典近似下的行為，掌握布洛赫電子運動的速度和加速度;理解有效質量的概念及其物理實質;掌握恒定電場中布洛赫電子的運動特征，理解恒定磁場中布洛赫電子的運動特征;理解空穴的概念及其物理意義;掌握導體、絕緣體、半導體的能帶理論解釋。掌握回旋共振;理解德哈斯-范阿爾芬效應。

6.金屬電子理論

(1) 費米統計和電子熱容量

(2) 功函數和接觸勢

(3) 分布函數和玻耳茲曼方程

(4) 馳豫時間近似和電導率公式

(5) 各項同性彈性散射和馳豫時間

要求學生：理解金屬經典電子氣理論;掌握金屬中自由電子氣體的基態性質和熱平衡態性質，掌握金屬中自由電子的費米分布函數;掌握金屬中費米能量的確定方法，理解金屬熱容量的影響因素;掌握功函數和接觸電勢差的概念;了解利用分布函數解決輸運過程的思想，建立起金屬導電的微觀物理圖像。

7.半導體電子論

(1) 半導體的基本能帶結構

(2) 半導體中的雜質

(3) 半導體電子的費米統計分布

(4) 電導和霍爾效應

(5) 非平衡載流子

(6) PN結

(7) 異質結

(8) 金屬-絕緣體-半導體系統和MOS反型層

要求學生：掌握半導體的基本能帶結構;理解半導體中的雜質對其能帶結構和宏觀性質的影響;理解半導體中電子的費米統計分布規律;了解非平衡載流子的運動特點;理解電導和霍爾效應。掌握PN結、金屬—絕緣體—半導體系統和MOS反型層的基本工作原理。

二、試卷題型結構

主要題型：填空題(40分)，簡答題(30分)，計算題(80分)。

三、試卷分值及考試時間

考試時間 180分鐘，滿分150分。