- EMBED Equation.DSMT4 MỤC LỤC Chương 1: CẤU TRÚC TINH THỂ VẬT RẮN. - Chương 3: TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA TINH THỂ. - Chương 6: BÁN DẪN. - LỜI NÓI ĐẦU Như chúng ta đã biết, vật lý chất rắn là môn học nghiên cứu tính chất của phần lớn các vật chất như chất rắn, chất lỏng trong thế giới thường ngày của chúng ta, dựa trên các đặc tính và tương tác giữa các nguyên tử. - Nắm bắt được vấn đề đó, bài tiểu luận này của chúng tôi hướng đến việc giải quyết một số bài tập cơ bản thuộc một số nội dung chính trong môn học như cấu trúc, dao động mạng, tính chất nhiệt của tinh thể. - 6/ Nguyễn Bá Đồng Chương 1:CẤU TRÚC TINH THỂ VẬT RẮN Bài 1. - EMBED Equation.DSMT4. - Ta có:. - Giải Ta có:. - Vậy trong cấu trúc lục giác xếp chặt, tỉ số c/a=1,633 Bài 8: Tính hằng số mạng của silic.Biết khối lượng riêng của silic là 2,33g/cm3, khối lượng mol là 28,1 g/mol.. - Hình 1: Cấu trúc tinh thể của silic Giải Theo công thức khối lượng riêng, ta có:. - +4.1=8 là số nguyên tử trong 1 ô cơ sở. - A= 28,1g/mol là khối lượng mol. - NA nguyên tử/mol. - a là hằng số mạng Từ (1) a=. - Hằng số mạng của silic là 5,43A 0 Bài 9: Xác định a và c của mạng tinh thể Mg có cấu trúc lục giác xếp chặt.Biết khối lượng riêng của là Mg là 1,74g/cm3, khối lượng mol là 24,3g/mol.. - Cấu trúc lục giác xếp chặt:. - Số nguyên tử trong 1 ô cơ sở là: N=12.. - Hình 2: Cấu trúc lục giác xếp chặt của Mg Thể tích của hình lục giác xếp chặt: V= Sđ.c = Mà. - EMBED Equation.DSMT4 c. - Bài 10:Tính hệ số lấp đầy của mạng kim cương và của mạng cấu trúc lục giác xếp chặt. - Số nguyên tử trong 1 ô : N=. - Thể tích của 1 nguyên tử: V=. - APF= b)Mạng có cấu trúc lục giác xếp chặt Số nguyên tử trong 1 ô: N= Thể tích 1 ô đơn vị: V= Sđ.h= Thể tích của 1 nguyên tử: V= Mối quan hệ giữa R và a: 2r=a Hệ số lấp đầy của mạng có cấu trúc lục giác xếp chặt là:. - APF= Bài 11: Khối lượng riêng của NaCl là. - Khối lượng nguyên tử của Na và Cl lần lượt là 23g/mol và 35,46 g/mol. - Hãy xác định hằng số mạng của tinh thể muối ăn NaCl.. - Giải Hình 3: Cấu trúc tinh thể muối ăn Tinh thể muối ăn có cấu trúc rock salt nên có 4 Na+ và 4 Cl- Theo công thức tính khối lượng riêng ta có:. - Hằng số mạng của tinh thể muối ăn là:. - Hãy xác định khối lượng riêng của tinh thể Cr. - Cho biết khối lượng của 1 mol Cr là 50g. - Hình 5: Cấu trúc lập phương tâm khối Từ công thức chứng minh ở bài 5 ta có:. - Số nguyên tử trong 1 ô của cấu trúc lập phương tâm khối: N= Khối lượng riêng của tinh thể Cr là:. - Bài 13: Khi dùng chùm tia X với bước sóng 1,54 angstrong, tinh thể lập phương cho cực đại nhiễu xạ dưới góc. - Xác định hằng số mạng của tinh thể đó. - Giải: Ta có:. - Dùng chùm tia X gây nhiễu xạ trong tinh thể, áp dụng định luật Bragg:. - Ở đây ta xét nhiễu xạ bậc 1 với n=1. - Bài 14: Người ta ghi ảnh nhiễu xạ tia X của một tinh thể có cấu trúc lập phương đơn giản với hằng số mạng a=2,56. - Định luật Bragg cho nhiễu xạ trong tinh thể:. - Nhiễu xạ là bậc 1 nên. - ta có các họ mặt suy ra từ chỉ số Miller như sau:. - Bài 4: Cho tinh thể một chiều gồm các nguyên tử cùng loại, khoảng cách giữa 2 nguyên tử gần nhau nhất là. - Vận tốc sóng âm truyền trong tinh thể. - Tìm giá trị của tần số ngưỡng Giải: Công thức tính tần số ngưỡng. - (1) Vận tốc truyền âm trong tinh thể:. - Bài 5: Cho tinh thể một chiều, mỗi ô cơ sở gồm 2 nguyên tử cùng khối lượng. - Giải: Công thức tính tần số của nhánh âm:. - Áp dụng công thức gần đúng:. - Vận tốc truyền sóng âm trong tinh thể:. - là vân tốc truyền sóng âm ở nhánh âm trong tinh thể. - là vận tốc truyền sóng âm ở nhánh quang trong tinh thể. - Vậy:vận tốc truyền sóng âm(ở cả nhánh âm và nhánh quang) trong tinh thể là không đổi và bằng. - Chương 3: TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA TINH THỂ Bài 5: Tìm nhiệt độ Debye của vàng, biết nguyên tử lượng và khối lượng riêng của vàng lần lượt là. - Giải: Xét với 1 kg vàng(Au): Công thức tính nhiệt độ Debye:. - 1,055.10-34J.s N nguyên tử/kmol. - Vậy nhiệt độ Debye của vàng là. - Giải Xét với 1 kmol Cu : Công thức tính nhiệt dung của đồng theo mô hình Debye. - C=62,339J/(kmol.k) Vậy nhiệt dung của đồng tại 10K là C=62,339J/(kmol.k) Bài 7 : Tại những nhiệt độ thấp, nhiệt dung của muối mỏ tuân theo định luật T3 của Debye với nhiệt độ Debye bằng 281k. - Bạc có khối lượng nguyên tử bằng 107,87 . - khối lượng riêng bằng 10,49.103 kg/m3. - Tính năng lượng và bán kính mặt cầu fermi. - Năng lượng của mặt cầu fermi. - tìm hai mức năng lượng thấp nhất của electron. - khối lượng của electron me=9,1.10-31kg.. - Ta có công thứ tính năng lượng. - năng lượng thấp nhất là E111 và E112. - E112= Vậy E112=0,36ev Bài 7: Tại nhiệt độ nào thì xác suất để electron trong Ag chiếm các mức năng lượng cao hơn mức Fermi 1% sẽ là 10%. - Biết năng lượng Fermi của Ag là EF = 5,5 eV. - hằng số Boltzmann kB J/K. - Giải: Ta có công thức hàm phân bố Fermi – Dirac:. - 290K Vậy tại nhiệt độ T = 290K thì xác suất để electron trong Ag chiếm các mức năng lượng cao hơn Fermi 1% là 10%. - Bài 8: Biết năng lượng Fermi của Cu là. - Giải: Áp dụng công thức tính nhiệt dung của khí electron tự do, ta có:. - Với nguyên tử/1kmol. - EF = 7,05 eV J Ta có:. - Bài 6 : Zn có khối lượng riêng. - nguyên tử lượng M=65,4. - tìm năng lượng fermi của Zn tại 0K.Cho biết khối lượng hiệu dụng của electron trong Zn bằng 0,85 khối lượng của electron trong chân không . - Công thức tính năng lượng fermi :E= Với. - Bài 5: Tính mật độ hiệu dụng của trạng thái đối với vùng dẫn Nc của bán dẫn GaAs tại 300K. - 0,067m0, trong đó m kg là khối lượng nghỉ của electron, các hằng số. - 8,617.10-5 eV/K. - Giải: Áp dụng công thức tính mật độ hiệu dụng của electron trong vùng dẫn, ta có:. - 6,097.10-32kg. - Vậy mật độ hiệu dụng của trạng thái đối với vùng dẫn NC của bán dẫn GaAs là NC m-3.. - Bài 6: Tính vị trí mức Fermi trong bán dẫn thuần Si tại 300K. - Giải: Ta có công thức xác định mức Fermi trong bán dẫn tinh khiết:. - -12,8 meV - Vị trí của mức Fermi trong bán dẫn thuần Si thấp hơn vùng cấm 12,8 meV Câu 7: Tính nồng độ hạt tải trong bán dẫn thuần InAs tại 300K. - Nồng độ hạt tải trong bán dẫn thuần. - Câu 8: Hằng số Hall của một chất bán dẫn Silic tại 300K là m3C-1. - Ta có hằng số Hall của chất babs dẫn là RH m3.C-1) <. - 0 nên đây là bán dẫn loại n. - Công thức tính độ dẫn điện:. - 14,7.10-3 (m2 .v-1.s-1). - với Monmen từ tổng cộng của eclectron trong nguyên tử. - Câu 6: Hãy đánh giá độ cảm nghịch từ của kim loại Cu, nếu giả thiết rằng mỗi nguyên tử Cu chỉ có một electron đóng góp vào độ cảm nghịch từ. - Cho biết bán kính nguyên tử và hắng số mạng của Cu lần lượt là 1 Ao và 3,608 Ao. - số nguyên tử trong một đơn vị thể tích Cu có cấu trúc mạng lập phương tâm mặt (FCC) nên 1 ô đơn vị có 4 nguyên tử Thay số. - [[1� EMBED Equation.DSMT4 ���1]]