第十一章固体中的元激发什么是元激发，举出三种元激发，并加以简要说明，以及所满足的统计特性元激发：能量靠近基态的低激发态与其他激发态相比，情况比较简单，这种低激发态可以看出是独立的基本激发单元的集合，这些基本激发单元称为元激发（准离子）。

分为集体激发的准离子和单粒子激发的准粒子。

声子：晶体中原子振动的简正坐标是一系列格波，格波表示原子的一种集体运动，每个格波的能量取值是量子化的，体系的激发态可以看成是一些独立基本激发单元的集合，激发单元就是声子。

声子是玻色型准粒子。

磁振子：铁磁材料在T=0K时基态的原子磁矩完全平行排列，基态附近的低激发态相应于少数自旋取向的反转，由于原子之间的相互耦合，自选反转不会局限在个别原子上，而是在晶体内传播形成自选波，自选波表示自旋系统的集体激发，能量是量子化的，体系激发态可以表示成一些独立基本激发单元的集合，即磁振子。

遵循玻色统计。

金属中电子和空穴：系统激发态可以看成电子能量和空穴能量之和。

电子和空穴都是单粒子元激发。

金属中电子系统的激发态可以看成是电子、空穴准粒子的集合。

半导体中电子空穴对：半导体中电子从价带激发到导带形成电子空穴对。

费米型元激发。

激子：电子和空穴之间由于库伦作用形成激子。

玻色型元激发。

极化激元：离子晶体长光学波与光学波形成的耦合振动模，其元激发称为极化激元。

在相互作用电子系统中可能存在玻色元激发吗？举一例说明等离激元：电子气相对于正电背景的等离子体振荡，振荡的能量是量子化的，元激发即等离激元。

玻色型元激发。

第十二章晶体中的缺陷和扩散分析说明小角晶界的角度和位错间距关系，写出表达式。

相互有小角度倾斜的两部分晶体之间的小角晶界可以看成是一系列刃位错排列而成，D=b/θ，D是小角晶界位错相隔的距离，θ是两部分倾角，b是原子间距。

简述晶体中位错种类及位错方向和滑移方向的关系，哪种位错对体生长有重要影响。

刃位错：位错方向与晶体局部滑移方向垂直。

螺位错：位错方向与晶体局部位移方向平行。

螺位错对晶体生长有重要影响。

简述晶体中主要缺陷类型（至少回答三种）空位：空位是未被占据的原子位置。

晶体中的原子围绕其平衡位置做热振动，原子可能获得较大的能量脱离平衡位置，在晶体中形成一个空位间隙原子：间隙原子是进入点阵间隙的原子。

杂质的半径较小可以在点阵中形成间隙原子，格点上的原子也可能获得能量离开而进入晶格形成间隙原子。

位错：由于晶体局部的滑移或者位移，在一定区域原子的排列是不规则的，这个原子错配的过渡区域就是位错。

解释具有点缺陷的离子晶体的导电机制。

离子晶体中的点缺陷（空位和间隙原子）是带有一定的电荷，正空格点、负空格点、正填隙原子、负填隙原子，原来晶体是电中性的，格点失去一个电子而形成空位，使该处多了一个相反的电荷。

在没有外电场时，这些缺陷做无规则的布朗运动，不产生宏观电流，有外电场存在时，由于外电场对它们所带电荷的作用，使布朗运动产生一定的偏向，从而引起宏观电流。

第十三章相图相律的表达式及各参数的含义相律：表示材料系统相平衡条件的热力学表达式，f=c-p+1，f是自由度数，c是组元数，p 是相数。

举例说明固溶体的类型及其测定方法连续固溶体：两种元素可以无限的相互溶解，随着成分改变从一种纯元素连续的过渡到另一种纯元素。

Ag-Au合金。

有限固溶体：两种元素的相互溶解有一定的溶解度。

Ag-Cu合金。

间隙式固溶体：溶质原子位于溶剂点阵的间隙中。

Fe-C的α固溶体。

代位式固溶体：溶质原子位于点阵节点上，替代了部分溶剂原子。

Cu-Zn的α固溶体。

通过X光或者电子衍射确定固溶体的点阵类型和点阵常数，由此推出一个晶胞内原子数N 和晶胞体积V，再算出固溶体理论密度。

另一方面可以通过实验直接测得实际密度。

理论密度小于实际密度间隙式固溶体理论密度等于实际密度代位式固溶体理论密度大于实际密度缺位式固溶体简述相图在晶体生长中的应用相图是表示材料相得状态和温度成分的综合图形。

相图是材料科学的基本内容。

1、研制开发新材料，确定材料成分。

2、利用相图制定材料生产和处理工艺。

3、利用相图分析平衡态的组织和推断不平衡态可能的组织变化。

4、利用相图和性能关系预测材料性能。

5、利用相图进行材料生产过程中的故障分析。

导出固溶体混合熵的表达式画出含有两个化合物并包含共晶反应和包晶反应的二元相图，注明相应的共晶和包晶反应的成分点和温度第十章超导基本现象和基本规律简述超导体两个基本特征1、零电阻，温度下降到一定温度以下时，材料的电阻突然消失，温度在临界温度Tc以下，超导体进入零电阻状态，在临界温度以上，超导体和正常金属一样。

2、迈斯纳效应（完全抗磁性）。

由于超导体的零电阻，在超导态的物体内部不可能存在电场，因此根据电磁感应定律，磁通量不可能改变，施加外磁场时，磁通量不能进入超导体内。

超导体内部B=0，，根据B=μ0（H+M），M=-H。

什么是第一类超导体，什么是第二类超导体，二者有什么本质区别第一类超导体：对于超导态物体，外加磁场H增加到临界值，就转入正常态，降低磁场，物体又恢复到超导态。

第二类超导体：磁化曲线上存在两个临界磁场：下临界磁场和上临界磁场。

当外磁场H小于Hc1，样品处于超导态；H大于Hc2，样品处于正常态；当H介于两者之间时，样品处于混合态，磁通量并不完全排除在体外，而是有部分磁通穿过，这时既有抗磁性又有零电阻效应。

约瑟夫森效应S-I-S结构直流约瑟夫森效应：当两端电压为零时，可以存在一股很小的超导电流，这是超导电子对的隧道电流。

电流有一临界电流密度Jc，临界电流密度值依赖于磁场。

交流约瑟夫森效应：当结两端直流电压不为零，仍然存在超导电子对的隧道电流，是一个交变的超导电流，其频率ω与V成正比，满足关系式ω=2qV/hbar。

外加一个频率为ω1的交变电磁场会对结内的交变电流起频率调制作用，从而产生一个直流分量。

在直流I-V特性曲线上会产生一系列台阶，该电流台阶所对应的电压值满足2qV/hbar=nω1。

什么是超导临界温度，超导能隙和同位素效应？并写出临界温度和超导能隙关系的表达式。

低于超导临界温度，材料转变为超导体，高于超导临界温度，材料处于正常态。

同一种超导元素的各同位素的超导临界温度与同位素原子质量之间存在下列关系TcMa=常数，即同位素效应。

定性说明恒定电场中超导电子运动规律在超导体内存在以费米能级为中心，宽度为2△的能隙，给出超导-绝缘体-金属和超导-绝缘体-超导体结（假设两侧超导体的能隙分别为2△1和2△2）的遂川电流随电压变化的关系。

超导体的正常态和超导态吉布斯自由能差为μ0Hc2(T)，Hc是超导临界磁场，说明在无磁场时超导相变时二级相变，而有磁场时是一级相变。

第九章固体中的光吸收简述固体中常见的三种光吸收过程及各自对应的跃迁本征光吸收：本征吸收是光子能量大于禁带宽度时，价带电子吸收光子跃迁至导带，产生电子空穴对，电子和空穴的运动是自由的。

带间吸收。

激子吸收：电子吸收光子从价带跃迁到导带，但是由于电子和空穴之间的库伦相互作用有可能结合在束缚状态中，电子和空穴所形成的这种相互束缚的状态便是激子。

带间跃迁。

自由载流子吸收：自由载流子吸收过程联系着的是同一个能带内电子状态之间的跃迁，这种吸收只能发生在能带部分填满的情况。

是导带内电子和价带内空穴在带内跃迁所引起的。

固体中有哪几种可能的光吸收过程7种，本征吸收、激子吸收、自由载流子吸收、晶格吸收、杂质吸收、磁吸收、回旋共振吸收。

光吸收实验如何确定半导体的带隙宽度为什么晶格驰豫会使电子在发生跃迁的过程中发射和吸收若干声子什么是激子。

它有几种类型。

各有什么特点。

激子光吸收和本征光吸收各有什么差别。

电子和空穴由于相互之间的库伦作用可能结合在束缚状态中，电子和空穴所形成的这种相互作用的状态便是激子。

弱束缚激子（瓦尼尔激子）：电子和空穴之间束缚比较弱，束缚能小，电子和空穴距离远大于原子间距。

紧束缚激子（弗伦克尔激子）：电子和空穴束缚较强，束缚能大，电子和空穴距离小于原子间距。

激子光吸收所需能量比本征光吸收较小；本征光吸收形成自由电子和空穴，激子吸收形成的电子和空穴是相互束缚的。

从能带观点出发分析固体光吸收过程本征吸收和激子吸收是带间吸收；自由载流子吸收是带内吸收；杂质吸收与杂质能级和能带相联系。

半导体材料可以发生哪几种光吸收过程。

什么是半导体本征吸收。

本征吸收，激子吸收，杂质吸收，自由载流子吸收，晶格吸收，磁吸收，回旋共振吸收。

推导光吸收系数和光学常数之间的关系。

第七章半导体电子论简述半导体导电机理，分析其电导率的温度关系。

半导体的自由载流子来自于本征激发产生的电子和空穴，以及杂质电离在导带中形成的电子和价带中的空穴。

在低温时，本征激发温度稍高，本征激发+杂质电离，电导率升高温度再高，杂质已经基本电离，载流子来自本征激发，电导率升高。

随温度提高，电导率会相应提高。

从导电载流子的起源看有几种半导体本征半导体，N型半导体，P型半导体。

什么是施主杂质，什么是受主杂质，施主能级和受主能级有什么特点。

施主杂质（n型杂质）在固体中能施放电子而产生导电电子并形成正电中心。

受主杂质（p型杂质）在固体中能接受电子而产生导电空穴并形成负电中心。

被施主杂质束缚的电子能量状态称为施主能级，施主能级位于离导带底很近的禁带中，一般情况下施主杂质比较少，杂质原子间相互作用可以忽略，因此一种杂质的是一些具有相同能量的鼓励能级。

束缚电子能力的大小决定了它在带隙中的位置。

被受主杂质束缚的空穴能量状态是受主能级，受主能级位于离价带顶很近的禁带中。

简述直接带隙半导体和间接带隙半导体中光子吸收过程和所必须满足的守恒定律直接带隙半导体，导带底和价带顶在k空间相同点。

电子吸收光子自价带跃迁至导带，得满足能量守恒和符合准动量守恒。

讨论本征吸收时，光子动量可以忽略，hbark-hbark=光子动量，光吸收的选择定则可以近似写为k=k。

在跃迁过程中，波矢可以看成不变，这种跃迁也叫竖直跃迁。

间接带隙半导体，导带底和价带顶在k空间不同点，非竖直跃迁。

电子从价带顶跃迁到导带底，必须在吸收光子的同时吸收或发射一个声子，能量守恒：电子能量差=光子能量±声子能量，声子能量较小，电子能量差=光子能量；准动量守恒：hbark-hbark=光子动量±hbarq，光子动量很小，hbark-hbark=±hbarq，在非竖直跃迁中，光子主要提供跃迁的能量，声子提供跃迁的动量。

什么是霍尔效应，霍尔系数通常告诉我们什么信息。

量子霍尔效应。

将通电流的半导体放在均匀磁场中，设电场沿x方向，电场强度Ex，磁场方向和电场垂直，在z方向，磁感强度为Bz，则在垂直于电场和磁场的+y或-y方向将产生一个横向电场Ey，这个现象即霍尔效应。

霍尔效应可以测载流子浓度和迁移率，以及半导体类型。