С какой целью применяется адиабатическое приближение, валентной аппроксимации и метод Хартри-Фока?


Скачать 116.22 Kb.
НазваниеС какой целью применяется адиабатическое приближение, валентной аппроксимации и метод Хартри-Фока?
Дата публикации09.03.2014
Размер116.22 Kb.
ТипВопрос
referatdb.ru > Физика > Вопрос
. 1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТВЕРДОГО ТЕЛА
1. С какой целью применяется адиабатическое приближение, валентной аппроксимации и метод Хартри-Фока?

2. Чем отличается волновая функция электрона в кристалле от таковой для электрона в изолированном атоме (молекуле)?

3. Перечислите основные особенности ячейки Вигнера-Зейтца.

4. С какой целью используется условие цикличности Борна-Кармана?

5. Чем отличается зависимость энергии от волнового вектора для свободного электрона, электрона в идеальном и реальном кристалле?

6. Почему возникает квантование энергии электрона при переходе от свободного пространства к кристаллу?

7. Почему по полностью заполненной зоне не может двигаться электрон?

8. Как возникает запрещенная зона энергий в модели почти свободных (квазисвободных) электронов?

9. Как формируются запрещенные и разрешенные зоны в рамках теории сильно связанных (квазисвязанных) электронов?

10. Чем отличается положение уровня Ферми в металлах, диэлектриках и полупроводниках (в т. ч. допированных) ?

11. Чем отличаются оптические фононы от акустических?

12. Каким образом фононы принимают участие в процессе фундаментального поглощения электромагнитного излучения в полупроводниках?

13. Почему спектр экситонного поглощения является линейчатым (при низких температурах)?

14. Какова причина смещения длинноволнового края спектра оптического поглощения в сильно допированных (вырожденных) полупроводниках?

15. Почему необходимо участие фононов в процессах фундаментального оптического поглощения в «непрямозонных» полупроводниках и при поглощении свободными носителями зарядов?

16. Как из спектра оптического поглощения можно определить ширину запрещенной зоны полупроводника?

^ 2. СТРОЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

И ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ ИХ СТРУКТУРОЙ

И ФИЗИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ

2.1. Дефекты в твердых телах

1. Укажите свойства твердых тел, на которые влияют тип и величина разупорядоченности кристаллической решетки.

2. В каких случаях при введении примеси в кристаллы образуются незаряженные дефекты?

3. В чем состоит различие между тепловыми и биографическими дефектами?

4. Как объяснить наличие смешанной (катионной и анионной) проводимости у чистых кристаллов KCl?

5. Укажите дефекты, образующиеся в кристаллах АmВn с избытком А по отношению к стехиометрическому составу. Продемонстрируйте их образование с помощью квазихимического уравнения.

6. Как сказывается на величине и типе проводимости наличие недостатка меди в оксиде меди(I)? Покажите с помощью квазихимических уравнений. Укажите, как влияет на проводимость давление О2.

7. Какой тип проводимости наблюдается при введении в решетку NaCl примеси K2S? Поясните, используя квазихимическое уравнение.

8. Какой тип проводимости наблюдается при введении в решетку KCl примеси SrCl2? Поясните, используя квазихимические уравнения.

9. Как изменяется проводимость кристаллов NiO при введении примеси Li2O, Cr2O3?

10. Укажите тип твердого раствора, образующегося при введении примеси лития в кристаллическую решетку кремния.

11. Каким образом обеспечивается электронейтральность в кристаллах, имеющих заряженные дефекты? Приведите примеры с пояснениями.

12. Каков механизм появления центров окраски в кристаллах галогенидов щелочных металлов?

13. Какой тип проводимости наблюдается при обработке кристаллов KCl в парах хлора? Поясните, используя квазихимические уравнения.

  1. Сравните электропроводность монокристаллического и поликристаллического кремния при одинаковом уровне легирования. Дайте пояснения.

  2. Сопоставьте природу и предельную концентрацию дефектов в монокристаллах и эпитаксиальных пленках кремния.

  3. Влияет ли наличие дислокаций в кристаллах, используемых в качестве центров роста, или «затравки», на форму выращиваемых монокристаллов?

  4. Укажите возможные причины появления дислокаций в кристаллах.

  5. Опишите характер влияния дислокаций в кристаллах на механические свойства твердых тел.

^ 2.2. Диффузионные процессы в твердых телах

2.3. Фазовые переходы

1. Что является движущей силой диффузионных процессов?

2. Почему скорость диффузии, как правило, экспоненциально зависит от температуры?

3. В чем природа процесса самодиффузии?

4. В чем различия между процессами диффузии и миграции?

5. Как происходит диффузия в поликристаллических твердых телах?

6. К какому типу фазовых переходов относится переход из параэлектрического в сегнетоэлектрическое состояние в титанате бария?

7. Что характеризует температура Кюри в сегнетоэлектриках и ферромагнтиках?

8. К какому типу фазовых переходов относятся переходы пара- в ферромагнетик?

9. Чем отличается фазовый переход 1-го рода от 2-го рода в рамках термодинамической классификации?

10. Чем реконструктивный тип фазовых переходов отличается от деформационного? Приведите примеры.

11. Фазовым переходом второго рода не является:

а) переход сплава Cu–Zn из упорядоченного в разупорядоченное состояние твердого раствора;

б) переход антиферромагнетика (MnO) в парамагнетик;

в) переход титаната бария из тетрагональной модификации в кубическую;

г) переход холестерилхлорида из жидкокристаллического состояния в обычную жидкость.

12. К каким типам фазовых переходов относятся превращения мартенсит – аустенит, графит – алмаз, дигидрофосфат аммония сегнетоэлектрик – параэлектрик, кварцевое стекло – кристаллический кварц?

^ 2.4. Структурно-чувствительные свойства твердых тел


  1. Опишите основные механизмы пластической деформации кристаллов.

  2. В каких случаях дислокации вызывают увеличение прочности кристаллов, а в каких – рост их пластичности?

  3. Почему дислокации в металлах значительно более подвижны, чем в неметаллах?

  4. Влияют ли точечные дефекты на механические свойства кристаллов? Дайте пояснения.

  5. Как меняются механические свойства кристаллов при отжиге? При холодной пластической деформации? Почему?

  6. Укажите способы обработки кристаллических твердых тел, приводящие к увеличению их прочности.

  7. В каком слитке металл более пластичен: а) мелкозернистом, б) крупнозернистом?

  8. Почему монокристаллы прочнее поликристаллических слитков?

  9. Объясните причины упрочнения металлов в результате легирования.

  10. На какие свойства металла может влиять наличие примеси на межзеренных границах?

  11. Какие факторы определяют износостойкость твердых тел? Назовите основные способы повышения износостойкости материалов.

  12. Какое влияние на механические свойства кристаллов оказывают состав, строение и протяженность межзеренных границ?

  13. На какие свойства поликристаллического материала влияют размеры составляющих его частиц?

  14. Каким образом возникает сегнетоэлектрический эффект в титанате бария?

  15. Почему все сегнетоэлектрики обладают пьезоэлектрическими свойствами?

  16. Как объяснить наличие пьезоэлектрических свойств у кварца?

  17. Благодаря чему сегнетоэлектрики обладают высокой диэлектрической проницаемостью?

  18. Чем различаются магнитомягкие и магнитотвердые материалы? Каким образом можно изменять коэрцитивную силу ферромагнетика?

  19. Какие магнитные материалы можно применять для изготовления постоянных магнитов, сердечников трансформаторов, в системах магнитной записи?

  20. Как объяснить природу ферримагнитных свойств у магнетита?

  21. Как изменяются магнитные свойства ферромагнетиков при переходе от массивного металла к наночастицам?

  22. В чем состоят различия в функциональных характеристиках кристаллических и аморфных ферромагнитных материалов?

  23. Какими достоинствами обладают ферро- и ферримагнетики с диэлектрическими свойствами по сравнению с электропроводящими?

  24. Какова причина образования доменов в ферромагнетиках и сегнетоэлектриках?

^ 4. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ

4.1. Металлы

1. Какие свойства металлов обусловлены особенностями металлической химической связи? Укажите структурночувствительные свойства металлов. Дайте объяснение.

2. Проанализируйте закономерности изменения температуры плавления металлов с возрастанием суммарного порядкового номера, по группам s-, p-, d- элементов, по разным периодам.

3. Назовите возможные нуль-, одно-, двух- и трехмерные дефекты в металлах, в сплавах.

4. Можно ли сделать мягкой твердую сталь? Ответ поясните.

5. Укажите способы варьирования твердости металла, получая его из одного и того же расплава, содержащего железо и углерод.

6. Изобразите диаграмму состояний бинарной системы А и В, в которой образуется интерметаллическое соединение А2В с избытком В; бинарной системы с ограниченной растворимостью А в В, В в А.

7. Какими признаками характеризуется интерметаллическое соединение в отличие от твердого раствора? Почему так многообразны интерметаллические соединения по типу химической связи?

8. Каковы причины появления внутренних напряжений в литых сплавах?

9. Предложите состав металла или сплава, для которого характерна высокая износостойкость.

10. Объясните, почему вольфрам значительно тверже меди

^ 4.2. Полупроводниковые материалы

1. Объясните причины различий температурной зависимости электропроводности полупроводников и металлов.

2. Приведите ряды изоэлектронных изоядерных аналогов следующих соединений: а) AgF; б) MgSe; в) InP; г) ZnSe.

  1. Сопоставьте величину g арсенида галлия и фосфида индия, хлорида серебра и антимонида индия, сульфида и теллурида ртути, сульфида натрия и сульфида меди (II), сульфида цинка и фосфида галлия.

4. Предскажите изменение ширины запрещенной зоны в ряду соединений AgCl, AgBr, AgI. Почему различается g у диагональных аналогов?

5. Укажите характер и причины изменения подвижности носителей в следующих рядах полупроводниковых соединений: а) GaAs, Ga2Se3, InSe, CuBr; б) CdS, CdSe, CdTe; в) GaP, GaAs, GaSb; г) α-Sn, InSb, In2Te3, CdTe, AgI. Дайте объяснение немонотонности изменения подвижности носителей в ряду полупроводников АIIВVI, АIII2ВVI3, АIIIВV, АIVВIV.

  1. Для каких твердых тел характерен прыжковый механизм проводимости? Отличается ли этот механизм от механизма подбарьерного туннелирования?

7. Какой тип проводимости у селенида ртути, теллурида цинка, стеклообразного селена, сульфида галлия, оксида никеля (II)? Дайте ответ с пояснениями.

8. Какие дефекты в кристаллической решетке кремния, германия, бинарных полупроводниковых соединений могут проявлять акцепторные свойства?

9. Объясните характер зависимости величины и типа проводимости оксида цинка, монооксида меди, оксида железа (II) от парциального давления кислорода.

10. Каков тип проводимости в кристаллах селенида сурьмы с избытком селена, теллурида галлия с избытком теллура, сульфида свинца с избытком серы, нитрида индия с избытком индия?

11. Почему соединения АIIIBV стехиометричны, за редким исключением, а АIIBVI являются типичными нестехиометричными соединениями?

12. Приведите примеры полупроводниковых соединений, для которых характерен постоянный тип проводимости, не зависящий от примеси.

4.3. Строительные, огнеупорные материалы. Керамика и абразивы

1. Охарактеризуйте физические и химические процессы, протекающие при получении цементного клинкера

2. Какую роль играет каждый из оксидов, входящий в состав цемента? Почему важно соблюдать определенное количественное соотношение этих оксидов? Объясните роль водоцементного отношения.

3. Как изменяются свойства цемента с ростом содержания в нем Al2O3?

4. Для каких цементов не требуется стадия обжига? Почему?

5. Приведите примеры твердофазных химических реакций, протекающих при получении керамики.

6. В чем различие природы химических связей, формирующихся при затвердевании цемента после его гидратации, и при обжиге глины при получении фарфора.

7. Предложите абразивный материал и условия полировки стела, стали, кремния.

4.4. Люминофоры

1. Почему длина волны излучения люминесценции обычно меньше, чем излучения возбуждения свечения?

2. Как объяснить факт существования люминофоров, поглощающих в ближней ИК-области, а люминесцирующих в видимой области?

3. Почему спектр поглощения люминофора должен быть дискретным?

4. Почему металлам в твердом и жидком состоянии не присуще явление люминесценции?

5. Может ли быть люминофором беспримесный кристалл АIIBVI?

6. Почему ионы активатора в основе люминофора имеют заряд, отличный от заряда собственных ионов кристаллической решетки?

7. Укажите способы регулирования концентрации центров, ответственных за люминесценцию.

4.5. Стекло

1. Почему оксиды алюминия, галлия, висмута не могут существовать в стеклообразном состоянии, но легко образуют стекла в смеси с оксидами кремния или фосфора?

2. Каковы отличительные особенности химической связи и структуры у веществ, способных к стеклообразованию?

3. Можно ли считать образование стекла из расплава фазовым переходом второго рода?

4. Как влияет на процесс стеклообразования режим охлаждения расплава?

5. В чем состоит специфика стеклообразного состояния по сравнению с аморфным состоянием твердого тела?

^ 4.6. Жидкие кристаллы

1. Почему у эфиров холестерина сохранятся порядок при переходе из твердого в жидкое состояние?

2. Опишите принцип действия электрооптической ячейки на основе жидкого кристалла.

3. Как условия существования (концентрация и температура раствора, наложение электрического поля) могут повлиять на свойства лиотропного жидкого кристалла?
^ 5. Современные методы синтеза

неорганических материалов

с заданной структурой

5.1. Пути управления химическим составом и структурной организацией

твердых тел при получении материалов с заданными свойствами

  1. Почему с ростом температуры раствора кристаллизация замедляется и может даже прекратиться?

  2. Почему с понижением температуры расплава, начиная с какого-то момента, кристаллизация может замедлиться?

  3. Как объяснить самопроизвольный характер процесса кристаллизации из пересыщенных растворов несмотря на затрату энергии на образование границы раздела?

  4. Почему кристаллизация из ненасыщенного пара, непереохлажденного расплава, ненасыщенного раствора не происходит?

  5. Сопоставьте величину переохлаждения расплава, необходимую: а) для получения поликристаллического слитка, б) для выращивания монокристалла.

  6. Каков механизм возникновения зародышей с критическими и надкритическими размерами?

  7. Сопоставьте скорость роста граней кристалла, различающихся плотностью упаковки узлов, наличием ступенек, винтовой дислокации.

^ 5.2. Выращивание и очистка монокристаллов

  1. Какие меры следует предпринять для уменьшения числа дислокаций в монокристалле, выращиваемом из расплава? Как дислокации влияют на распределение примесей?

  2. Предложите способ выращивания монокристаллов нестехиометрического соединения АВ с относительно невысокой температурой плавления (600 оС) с избытком менее летучего компонента А. Используйте для объяснения фазовую диаграмму системы А–В.

  3. Предложите способ выращивания монокристаллов нестехиометрического соединения АВ с относительно высокой температурой плавления (900 оС), в котором компонент В более летуч. Кристаллы должны иметь стехиометрический состав. Используйте для объяснения фазовую диаграмму системы А–В.

  4. Опишите особенности распределения примеси в монокристаллах в зависимости от метода и условий выращивания монокристаллов из расплава.

  5. Как обеспечить постоянство состава монокристалла при его выращивании методом Чохральского?

  6. Как легировать монокристаллы при их выращивании методом транспортных реакций (дальний перенос в открытой трубе)?

  7. Как очистить от примесей солей кислородсодержащих кислот монокристалл хлорида лития? Как очистить от примеси германия кремний, от примеси фосфора арсенид галлия?
^

5.3. Получение пленок металлов, полупроводников, диэлектриков


  1. Опишите условия получения эпитаксиальных пленок кремния, и дайте обоснование необходимости соблюдения этих условий.

  2. Укажите все возможные способы получения поликристаллических пленок алюминия, оксида титана, кремния.

  3. Укажите возможные причины ограничения толщины пленок металлов при получении их разными методами.

  4. Какими методами можно получить пленки меди, никеля?

  5. Сопоставьте скорость роста, предельную толщину, адгезию, чистоту пленок кремния, получпаемых разными методами.

5.4. Легирование полупроводниковых материалов. Получение p–n переходов

1. Сопоставьте профили распределения примесей в твердых телах, легированных разными способами. Какой способ позволяет наиболее глубоко вводить примесь?

2. Какой метод легирования обеспечивает наиболее резкое изменение концентрации примеси в объеме твердого тела?

3. Назовите методы легирования, обеспечивающие введение равновесных концентраций примеси, неравновесных концентраций примеси.

4.. Какие дефекты в твердых телах образуются при их легировании: а) диффузионное легирование, б) ионная имплантация.

5. Какие свойства твердых тел меняются при их легировании? Сопоставьте при ответе легирование полупроводников, металлов, диэлектриков.

Похожие рефераты:

16. Выберите правильный ответ
Какой метод применяется в действующей практике для прогнозирования потребности в материально – технических ресурсах
Лекция Ассоциативные методы: метод проб и ошибок, метод использования...
«мозгового штурма», метод синектики, метод морфологического анализа, метод «чёрного ящика» и др
Метод аппроксимации напорной характеристики центробежного насоса повышенной точности
Значении диаметра ходового колеса d представляет собой функцию, выражающую зависимость создаваемого насосом напора h от текущего...
4. Раздел. Лабораторные работы (Лабораторный практикум)
Лабораторная работа № Метод половинного деления, метод простой итерации, метод касательных, метод хорд и комбинированный метод
1. Инфекционный процесс это
При каком инфекционном заболевании применяется паразитологический метод диагностики
Казпотребсоюза
Какой принцип применяется для отражения доходов от реализации продукции (выполнения работ, оказания услуг)
Метод разработан с целью улучшения результатов лечения больных с...
Метод может быть использован в хирургических стационарах и специализированных центрах
По каким системам прядения вырабатывают шерстяную пряжу?
В какой системе прядения применяется пневмомеханический способ формирования пряжи?
«Маркетинг»
Методы выбора целевых сегментов. Метод концентрации (метод «муравья») и метод диверсификации (метод «стрекозы»)
«Маркетинг»
Методы выбора целевых сегментов. Метод концентрации (метод «муравья») и метод диверсификации (метод «стрекозы»)

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
referatdb.ru
referatdb.ru
Рефераты ДатаБаза