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2010 年招收硕士研究生复试考试试题考试科目：固体物理适用专业：微电子学与固体电子学 温馨提示：请考生将答案写到答题纸上，并请写清楚题号，不必抄写题目。
一、单项选择题（每题3分，共30分）1.下列符合三斜晶系的晶轴、晶轴夹角特点的是（ ）A 321a a a ≠≠ γβα==B 321ααα== 。
90===γβαC 321ααα== 。
90≠==γβαD 321a a a ≠≠ γβα≠≠2.晶格常数为a 的CsCl 晶体的原胞体积等于（ ）A. B. C. D.3.金刚石结构和面心立方体结构的配位数分别为（ ）A. 4，6B. 4，12C. 3，6D. 4，84、某一晶列上有两个格点，A 为（0,0,0），B 为（2a 1,4a 2,6a 3）,其中a 1，a 2，a 3分别表示沿晶轴321,,a a a 的晶格常数，则该晶列的晶向指数为（ ）A ．[0 0 0] B.[2 4 6] C.[1 2 3] D.[6 2 4]5.掺五价磷的掺杂半导体的多数载流子是（ ）A.磷原子B.电子C.空穴D.质子6.晶体Cu 中原子间的结合是（ ）A.共价结合B.分子结合C.离子性结合D.金属性结合7.无限大晶体中，当有电场后, 满带中的电子（ ）A ．能永远循环漂移下去 B.被电场无限加速 C.随机运动 D.保持不变8.下列属于线缺陷的是（）A 刃型位错B 晶粒间界C 堆垛层错D 色心9. 在紧束缚近似中，电子的零级波函数为（）A.自由电子波函数B.轨道电子波函数C.平面波D.正弦波10.原胞中有p个原子。
那么在晶体中的声学波和光学波分别为（）A．4支，4p-4支 B. 2支，2p-2支 C. 6支，3p-6支 D. 3支，3p-3支二、简答题（任选6题，每题5分，共30分）1、高指数的晶面族与低指数的晶面族相比, 对于同级衍射, 哪一晶面族衍射光弱? 为什么?2、什么叫简正振动模式？简正振动数目、格波数目或格波振动模式数目是否是一回事？3、高温时, 频率为的格波的声子数目与温度有何关系?4、绝对零度时, 价电子与晶格是否交换能量?5、何谓极化声子? 何谓电磁声子?6、为什么形成一个肖特基缺陷所需能量比形成一个弗仑克尔缺陷所需能量低?7、紧束缚模型下, 内层电子的能带与外层电子的能带相比较, 哪一个宽?为什么?三、计算题（任选4题，每题10分，共40分）1．试证三角晶系的倒格子也属于三角晶系2．证明自由电子在0K时的费米波失为，其中n为电子的密度。
华南师范大学光电子材料与技术研究所往年复试考题2008研究生材料物理与化学面试详细答案l材料物理与化学1-1 设水的化学势为)1(*μ，冰的化学势为)(*S μ，在kPa 325.101及-5℃条件以下，)1(*μ是大于、小于还是等于)(*S μ？答：在kPa 325.101及-5℃条件下，水凝固为冰的过程是可以自动进行的过程。
根据化学势判据，在恒温、恒压、W‘=0的条件下，自发过程是向化学势减小的方向进行，所以)1(*μ>)(*S μ。
1-2 有两个可逆卡偌热机,在高温热源温度皆为500K\低温热源分别为300K 和250K 之间工作,若两者分别经一个循环所做的功相等.试问:(1)两个热机的功率是否相等?(2)两个热机自高温热源吸收的热量是否相等?向低温热源放出的热量是否相等?答:两个热机的工作情况如图3.2.1(a) (b)所示.(1) 热机（a ）的效率a η=1—Q W a =121—Q Q Q =121—T T T =KK K 500300—500=40 % 热机(b)的效率b η=‘1—Q W b =’‘’）（121Q Q Q +=121—T T T ‘=K K K 500250—500=50 % b η＞a η，表明高温热源与低温热源的温差愈大，可逆热机的效率愈高。
（2）Q 1= －W a /a η; Q '1=Wb/b η因W a =W b 及b η＞a η，所以Q 1＞Q '1Q 1=Q 1（a η－1）=－0.6Q 1Q '2= Q '1（b η－1）=－0.5 Q '1因Q 1 ＞Q '1 ＞0，所以在数值上1Q ＞'2Q'1Qa Wb W'2Q图1上述推导表明，在高低温热源温度之差a T ∆＜b T ∆的情况下，经一个循环若对环境做功相等，则热机（a ）较（b ）需要从高温热源吸收更多的热量，同时向低温热源放出更多的热量，即消耗更多的能量，1-3 已知樟脑（C 10H 16O ）的凝固点降低常数K f =40K·mol -1·kg 。
2008年研究生考题：第二部分 :物理化学 (总分 75 分)一. 单选题 (每题 2分,共 24分)1．在等温等压且不做非体积功时，符合下面哪个条件的过程肯定可以自发进行(A )△ H > 0 △ S v 0 (B )△ H > 0 △ S > 0 (C )△ H v 0 △ S >0 ( D )A H v 0 △ S v 02. PCl 5(g)的分解反应是 PCl 5(g) = PCI 3(g)+ Cl 2(g),473K 达到平衡时，PCl 5(g)有 38.7%分解”在 573K 时达到平衡时 ,有 93.6%分解,则此反应为 ( A )吸热反应 ( C )放热反应 ( B )无法判断反应是吸热或放热反应(D )两个温度下的平衡常数相等3.在氧弹式量热计中，置固体草酸于氧弹量热计中作量热测定，整个过程的熵变△ S(A)△ S > 0( B )△ S v 0( C )△ S = 0 ( D )不能确定4. 导出麦克斯韦关系式和对应系数关系式的直接根据是 (A )克劳修斯不等式 (B )卡诺循环(C )热力学基本方程(D )吉布斯-亥姆霍兹方程5. 碳酸钠和水可形成 Na 2CO 3.H 2O ; Na 2CO 3 7H 2O ; Na 2CO 3 10H 2O 三种化合物，当在 101.325 KPa 下,该物系共存的最多相数为 (A) 2(B) 4(C) 5(D) 36•两只烧杯各有1Kg 水，向 A 杯中加入0.02mol 的蔗糖,向 B 杯中加入0.02mol 的NaCl,两只 烧杯按同样的速度冷却降温 ,则有: ( A ) A 杯先结冰( B ) B 杯先结冰(C )两杯同时结冰 (D )不能预测结冰的先后次序11.298.15K,当H 2SO 4溶液的浓度从 0.01mol/kg 增加到0.1mol/kg 时,其电导；率K 和摩尔电导7. 含 0.002 mol/l KCl与0.001mol/l Na 3PO 4(全部电离)的混合水溶液的离子强度(I)为(A) 0.006 (B) 0.008 (C) 0.002 (D)0.0118. 土壤毛细管能够保持水分 ,其原因为 ( A )毛细管密封不漏水(C )毛细管弯曲液面上的蒸气压较小 (B) 毛细管弯曲液面上的蒸气压较大 (D )毛细管不透气9. 25 C 时的电H 2 +1/2 O 2 = H 2O (I )与 2H 2 + O 2 =2 H 2O (l )所 E ( 1)与 E (2)，则两者关系为( B ) 02E 0( 1) =E( 2 ) 2)(E ( 2) = 0 - E(10.基元反应 A T B + C 的1/4衰期是A ) k ln 4(B ) k ln i/4 C )(1/k ) ln ( 3/4) D )(1/k ) ln ( 4/3)率A m将12.一个可重复使用的可充电电池以1.8伏的输出电压放电 ，然后用2.2 伏的电压充电 ，使电池恢复原状 ，整个过程的功、热及体系的吉布斯自由能的变化为(A ) W v 0 , Q v 0, △ G = 0 ( B ) W > 0, 'Q v 0,A G = 0 (C ) W > 0 , Q > 0, △ G v 0( D)) W v 0 , Q= 0 , △ G = 0二. 填空题 ( 共 14 分 )1. 一套简易的水浴恒温槽是由那些器件组成若要进行恒温槽恒温性能测试，需增加什么仪器 _____________________________ (4 分) . 2 在量热体系中 ，由于 _________________________________ 的原因 ，测得的体系反应前后温度 的变化值(△ T)必须进行 _____________________________ 。
材料物理与化学历年复试笔试题（重要）华工材物化复试笔试题2010年1、一个人海中溺水，救生员离海有一距离，救生员在水中、陆地上的速度不一样，找一最快路线。
2 、列举生活常见的发光显示器，并说明主要特征。
有机发光显示器（OLED，Organic Light Emitting Display）是一种利用有机半导体材料制成的、用直流电压驱动的薄膜发光器件，OLED显示技术与传统的LCD 显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。
而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省电能。
OLED的工作原理十分简单，有机材料ITO 透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压的驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴相遇形成激子，使发光分子激发而发出可见光。
根据使用的有机材料不同，OLED又分为高分子OLED和小分子OLED，二者的差异主要表现在器件制备工艺上：小分子器件主要采用真空热蒸发工艺；高分子器件则采用旋转涂覆或喷涂印刷工艺。
特点：1.薄膜化的全固态器件，无真空腔，无液态成份；2. 高亮度，可达300 cd/m2以上；3.宽视角，上下、左右的视角宽度超高170度；4.快响应特性，响应速度为微秒级，是液晶显示器响应速度的1000倍；5.易于实现全彩色；6.直流驱动，10V以下，用电池即可驱动；7.低功耗；8.工艺比较简单，低成本；9.分辨率；10.温度特性，在-40℃~70℃范围内都可正常工作。
3 、发光二极管原理，光电二极管的原理（1）发光二极管（LED）由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。
在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。
磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。
它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。
1-1 设水的化学势为)1(*μ，冰的化学势为)(*S μ，在kPa 325.101及-5℃条件以下，)1(*μ是大于、小于还是等于)(*S μ？答：在kPa 325.101及-5℃条件下，水凝固为冰的过程是可以自动进行的过程。
根据化学势判据，在恒温、恒压、W‘=0的条件下，自发过程是向化学势减小的方向进行，所以)1(*μ>)(*S μ。
1-2 有两个可逆卡偌热机,在高温热源温度皆为500K\低温热源分别为300K 和250K 之间工作,若两者分别经一个循环所做的功相等.试问:(1)两个热机的功率是否相等?(2)两个热机自高温热源吸收的热量是否相等?向低温热源放出的热量是否相等?答:两个热机的工作情况如图3.2.1(a) (b)所示.(1) 热机（a ）的效率a η=1—Q W a =121—Q Q Q =121—T T T =K KK 500300—500=40 %热机(b)的效率b η=‘1—Q W b =’‘’）（121Q Q Q +=121—T T T ‘=K K K 500250—500=50 % b η＞a η，表明高温热源与低温热源的温差愈大，可逆热机的效率愈高。
（2）Q 1= －W a /a η; Q '1=Wb/b η 因W a =W b 及b η＞a η，所以Q 1＞Q '1Q 1=Q 1（a η－1）=－0.6Q 1 Q '2= Q '1（b η－1）=－0.5 Q '1因Q 1 ＞Q '1 ＞0，所以在数值上1Q ＞'2Qa ）b ）图1上述推导表明，在高低温热源温度之差a T ∆＜b T ∆的情况下，经一个循环若对环境做功相等，则热机（a ）较（b ）需要从高温热源吸收更多的热量，同时向低温热源放出更多的热量，即消耗更多的能量，1-3 已知樟脑（C 10H 16O ）的凝固点降低常数K f =40K·mol -1·kg 。
某一溶质相对摩尔质量为210，溶于樟脑形成质量百分数为5%的溶液，求凝固点降低多少？解：以A 代表樟脑，以B 代表溶质310955⨯=B B M b g·kg -1 310952105⨯⨯=mol·kg -1 25063.0=mol·kg -1K K b K T B f f 03.1025063.040=⨯==∆低温热源 '2T =300K低温热源 2T =300K1-4 一定量的液态氨在绝热管道中通过节流阀时，由于系统的压力突然下降，液氨将迅速蒸发，温度急剧降低。
试问：（1）此过程是否仍为等焓过程？ （2）物质的量一定，dp pHdT TH dH t p )()(∂∂+∂∂=在题给过程中能否应用？答：（1）达到稳定流动时，如图2所示取截面1与2之间物质为系统，在一定时间范围内，外压p 1将体积V 1的液氨推过多孔塞，同时与液氨的物质的量相等， 体积为V 2的液氨的物质的量相等，体积为V 2的气态氨反抗外压P 2流出截面2。
液氨流入的功：W 1= —P 1（0—V 1）=P 1V 1 氨气流出的功：W 2= —P 2（V 2—0）= —P 2V 2W= W 1+ W 2= P 1V 1—P 2V 2因为Q=0，所以W==-=∆12U U U P 1V 1—P 2V 2，因此 U 2—P 2V 2= U 1—P 1V 1 H 2=H 1，即等焓过程（2）液态氨的节流膨胀过程为不可逆相变过程，始末态之间处于非平衡态，严格地说题给方程式不能应用于节流过程。
当达到稳定流动时，可近似用题给方程进行热力学分析。
1-5 液体B 比液体A 容易挥发。
在一定温度下向纯A 液体中加入少量纯B 液体形成稀溶液。
下面几种说法是否正确？（1） 该溶液的饱和蒸气压必高于同温度下纯液体A 的饱和蒸气压； （2） 该溶液的沸点必低于同样压力下纯液体A 的沸点；（3） 该溶液的凝固点必低于同样压力下纯液体A 的凝固点（溶液凝固时析出纯固态A ）。
答：只有说法（3）是正确的。
当A 、B 形成理想溶液，或一般正偏差、一般负偏差的系统，甚至形成最大正偏差系统，说法（1）和（2）才是正确的。
但若形成最大负偏差系统，在纯A 中加入少量纯B 后，溶液的饱和蒸气压要低于纯液体A 的饱和蒸气压，故此说法（1）不正确。
2-1 已知25℃时，纯水的电导率k=5.50⨯10-6S·m -1,无限稀释时H +及OH -的摩尔电导率分别为349.82⨯10-4及198.0⨯10-4S·m2·mol -1,纯水的密度ρ=997.07kg·m -3。
试求离子积为若干？解：M （H 2O ）=18.015⨯10-3kg·mol -125℃时纯水的体积摩尔浓度：C=ρ/M=997.07kg·m -3/18.015⨯10-3kg·mol -1 =55.347⨯103mol·m -3纯水的摩尔电导率：Λm =k/c=5.50⨯10-6 S·m -1/(55.347⨯103mol·m -3)=9.9373⨯10-11S·m2·mol -125℃时纯水的电离度：a=)()(22O H O H m m ∞ΛΛ=411100.19882.349109373.9--⨯+⨯）（=1.814⨯10-9 H 2O(1) = H ++ OH -c(l-a) ac ac水的离子积K u =K a =a(H +)a(OH -),C Θ=1mol·dm -3 a(H 2O)=1, γ±=1,c(H 2O)=55.347mol·dm -3∴ K m ={a(c/c Θ)}2=(1.814⨯10-9⨯55.347)2=1.008⨯10-142-220℃将一支半径r 为4⨯410-m 的毛细管插入盛有汞的容器中，在毛细管内汞面下降高度ｈ为0.136m,已知汞与毛细管的接触角θ=1400，汞的密度为13.55⨯103 kg•m -3，求此实验温度下汞的表面张力？ 解： h=2σ（汞）COS θ/（r ρ ɡ）接触角θ>900,所以h 取负值，则 σ汞=h r ρ ɡ/（2cosθ）={-0.136⨯4⨯10-4⨯13.55⨯103/(2⨯cos1400)}N·m -1=0.481N·m -12-3 在200C 下，将68.4g 蔗糖（C 12H 22O 11）溶于1kg 水中，求：（1）此溶液的蒸气压；（2）此溶液的渗透压。
已知200C 下此溶液的密度为 1.024g·cm —3,纯水的饱和蒸气压p *（H 2O ）=2.3306Pa 。
解：M （C 12H 22O 11）=342.299g·mol —1（1）χ（H 2O ）=99641.0299.342/4.68015.18/1000015.18/1000=+溶液的蒸气压：p （H 2O ）=p 0（H 2O ）χ（H 2O ）=2.3306⨯0.99641kPa =2.3222 kPa （2）溶液的渗透压π： π=cRT c=n/VV=m={（68.4+1000）/1.024}cm 3=1.0434⨯103cm 3 c=0434.1299.3424.68⨯vx = mol·dm —4=0.1915mol·dm —3=0.1915⨯103mol·m —3 ∴π=0.1915⨯103⨯8.314⨯293.15Pa=467Pa2-4 用铂电极电解CuCl 2溶液， 通过的电流为20A ， 经过15min 后， 问（1）在阴极上能析出多少质量的cu ？（2）在阳极上能析出多少体积的27℃、100kPa 下的cl 2(g)?解：（1）在电解池的阴极上 Cu 2++2e -→Cu(s) 析出铜的质量：kgkg ZF lt Cu M m 3310927.596500260152010546.63)(--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==(2)在电解池的阳极上2Cl -→ Cl 2(g)+2e -析出Cl 2(g)的物质的量N=lt/ZF=(20⨯15⨯60/2⨯96500)mol =93.26⨯10-3mol33321010015.300314.81026.93m p nRT cl V ⨯⨯⨯⨯==-）（=2.327⨯10-3m 33-1 一密封刚性容器中充满了空气，并有少量的水。
当容器于300K 条件下达平衡时，器内压力为101.325kPa,若把该容器移至373.15K 的沸水中，试求容器中到达新的平衡时应有的压力。
设容器中始终有水存在，且可忽略水的任何体积变化。
300K 时水的饱和蒸气压力为3.567kPa 。
解：体积V 恒定T 1=300K 时，P 1（H 2O ）=3.567kPaP 1= P 1（空气）+ P 1（H 2O ）=101.325 kPaP 1（空气）= P 1—P 1（H 2O ）=（101.325—3.567）kPa=97.758 kPaT 2=373.15K P 2（H 2O ）=101.325kPa112T P P （空气）（空气）=T2=K K KPa 15.373300758.97⨯ =121.595kPa在新的平衡条件下，刚性容器内的总压力 P 2=P 2（空气）+ P 2（H 2O ）=121.595 kPa +101.325kPa=222.92 kPa3-2 101.325kPa 、80 0C 时，有一苯与甲苯组成的溶液达到沸腾，该溶液可视为理想溶液混合物，试计算该混合物的液相组成和气相组成。
已知80 0C 是纯苯和甲苯的饱和蒸气压分别为p *（苯）=116.922kPa ，p *（甲苯）=45.995kPa解：理想溶液混合物，两组分均服从拉乌尔定律，沸腾时溶液的蒸气总压等于环境的压力，故p= p *（苯）χ（苯）+ p *（甲苯）χ（甲苯） 由上式可得液相组成：χ（苯）={p —p *（甲苯）}/{p *（苯）—p *（甲苯）}=（101.325—45.995）/（116.922—45.995）=0.780 χ（甲苯）=1.0—0.78=0.22气相组成由拉乌尔定律与分压定律相结合求得：y （苯）= p *（苯）χ（苯）/ P=116.992⨯0.78/101.325=0.90y （甲苯）=1—y （苯）=1—0.90=0.103-3 (p36) 始态为300K 、常压的2mol 某理想气体，依次经过下列过程：（1）恒容加热到700K ；（2）再恒压冷却到600K ；（3）最后可逆绝热膨胀至500K 。
