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固体物理2015

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一、考虑到晶体的平移周期性后,证明晶体中不可能有两条6次轴,或者是一条6次轴和一条4次轴相交于一点。(20分)

二、写出简立方、体心立方、面心立方的公认初基元胞基矢及其倒点阵元胞基矢。

三、考虑一维单原子链,其晶格常数为a,原子质量为M,原子间最近邻力常数为1,次近邻力常数为2,试求:

(a)该一维原子链的声子色散关系;(b)长波极限下声波的速度。 四、图示为二维正三角形晶格,相邻原子间距为a,只计入最近邻相互作用,试用紧束缚法近似计算其s电子能带E(k)、带中电子的速度v(k)以及能带极值附近的有效质量。 五、设一维晶格的电子能带为

E(k)E0cos(ka),a为晶格常数,/ak/a为电子的约化波矢。

假定t0时,能带中的一个电子的波矢为k0,同时施加一个外加电场。试求时间t,该电子的波矢,能量以及群速度。 六、考虑二维自由电子气,二维电子密度为n,试计算:

(a)二维自由电子气的能态密度;(b)费米能和费米波矢与电子密度之间的关系;(c)有限温度下,二维电子气的化学势(T)。

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