文档介绍：国防科技大学2012— 2013学年春季学期
《凝聚态物理导论》考试试卷
考试形式：闭卷考试考试时间：150分钟总分：100分
1、(a)某直接带隙半导体样品77 K下I () 1(0)随光子能量的变化关系
如下图所示。I国防科技大学2012— 2013学年春季学期
《凝聚态物理导论》考试试卷
考试形式：闭卷考试考试时间：150分钟总分：100分
1、(a)某直接带隙半导体样品77 K下I () 1(0)随光子能量的变化关系
如下图所示。I (B)为B特斯拉磁场下样品透过的光强。解释图形的振荡
行为。忽略激子效应，假定当光子能量低于图示范围时没有其它极小值存在，估算其带隙。
0金50筝5。同I。后5
Plhortan erwfg>/eV
(b)相同半导体的一样品经轻度掺杂使其成为n型半导体，发现施主的结
meVo解释为什么该能量几乎与所用施主杂质无关。利用这一事实和上图，估算电子和重空穴的有效质量(为什么是重空穴而不是轻空
穴?)(假止能市在接近其极值处为各向同性，因而m ccr m c , m hCR m hh
材料的相对介电常数为「。)
2、GaAs-(Ga,Al)As异质结烟随磁场B的变化曲线如下图。外加磁场垂直于二维电子气平面，曲线对应温度介于30 Ko
(a)作出这些条件下异质结电子朗道能级态密度的草图，指明定域态、扩展态和自旋分裂。简要描述朗道能级中作为磁场函数的化学势如何产生图
中曲线。为什么增加温度导致 xx的峰宽变大？
(b)
* m
给出面载流子密度和电子的平均自由程(假设电子有效质量
)o
(c)
xx通过沿10 nA电流方向测量一宽为20 m霍尔棒上间距1000 m
两点间的电势差来记录。当B 0时，测得电压值为多少?
(d)做出30 mK下样品的xy草图。
3、考虑一截面为矩形的约瑟夫森结，外磁场B平行于结平面，垂直于B的矩形一边宽度为w。结厚度为t ,假设B 0时两超导体的相位差为 /2 ,
证明在磁场存在的情况下直流电流为 J J0 sin(wtBe/卉c)/(wtBe/丸c)。此
处所用单位制为CGS。
4、铁磁金属中，电子磁矩平行于磁化矢量的电子电导率p大于反平行电
子电导率a。考虑一个由两个相同大小的区域串联构成的铁磁导体，每一
区域内的磁化强度可以独立改变。具有给定自旋的电子顺序流过两个区域。实验