材料物理第二章作业

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材料物理第二章作业



2.1. 氯化钠型结构晶体、四方BaTiO3晶体分别有哪几种亚晶格？并给出各种亚晶格数的比例。

2.2. 分别写出尖晶石晶体的肖特基缺陷、阳离子弗伦克尔缺陷、阴离子弗伦克尔缺陷、阴离子不足缺陷的缺陷反应式。

2.3 分析：在1mol MgO中形成10-6 mol Al•Mg 需要多少mol Al2O3？ 2.4 已知单晶GaP的Eg=2.26eV，施主杂质Sn(替代Ga)的局域能级为(EC—0.065eV)，施主杂质O(替代P)的局域能级为(EC—0.896eV)，受主杂质Mg(替代Ga)的局域能级为(EV+0.054eV)，等电子陷阱N(替代P)的局域能级为(EC—0.008eV)，等电子陷阱Mg-O“缺陷分子”的局域能级为(EC—0.15eV)，试画出这五种掺杂半导体的能级示意图。

2.5 根据统计物理-热力学原理，推导出四方BaTiO3晶体中肖特基缺陷的各种缺陷的格位浓度(用缺陷生成能表达)、平衡常数(用缺陷生成能表达) (设缺陷生成能为常数Es)。

2.6 已知金红石型TiO2的肖特基缺陷形成能为3.4eV，计算温度为2000K、10K时，由肖特基缺陷产生的氧空位的体积浓度(cm-3)及晶体的密度(gm-3，假定晶胞参数不变)。

2.7 已知缺陷反应为 ，掺杂后的稳定氧化锆为立方相、锆亚晶格中的Ca2+占10%。多大比例的间隙亚晶格被占据？写出晶体化学式，并计算出该稳定氧化锆的密度(g·cm-3)( 假定晶胞参数不变)。

2.8 推导阳离子缺位型FeO、氧过剩型UO2的缺陷浓度与气氛分压的

•2

Ca•2CaOZrOCaZri2OO


关系。

2.9 说出下列各式中的点缺陷，并写出对应的缺陷符号： ①TiO1.95 , ②Ti0.95 O2 , ③TiO2.05 , ④Ti1.05 O2 ,

⑤(Ca0.95Na0.05)F2., ⑥(Ca0.95Na0.10)F2.

2.10 分析：具有本征缺陷的MgO，其Mg2+以何种机制扩散？具有本征缺陷的AgBr，其Ag+以何种机制扩散？

2.11 总结：能形成自由电子、自由空穴、间隙阳离子、间隙阴离子、阳离子空位、阴离子空位的缺陷反应分别有哪些？

2.12 如何理解处于局域能级的电子、空穴对电导无贡献。 2.13 举例分析体系中缺陷分步电离平衡。

红色标注的为必做题，其他可选做！

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