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()I(0)随光子能量的变化关系
如国防科技大学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()I(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。
顷
(b)相同半导体的一样品经轻度掺杂使其成为〃型半导体，发现施主的结 meV。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?)(假定能带在接近其极值处为各向同性，因而m* C牝m* , m*h - m*沥。
材料的相对介电常数为e =。)
2、GaAs-(Ga,Al)As异质结p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 K。
(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。？ (b)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 m* = )。
(c) p通过沿10 nA电流方向测量一宽为20日m霍尔棒上间距1000日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p巧草图。
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、假设B = 0时两超导体的相位差为丸/2, 证明在磁场存在的情况下直流电流为J就J0 sin(wtBe /方c)/ (wtBe /方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y大于反平行电 子电导率y。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 区域内的磁彳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。实验观测到，磁化强度都指向上的电阻R ，比两者反平行时的电阻 R小。当b》b时，这个电阻的改变可以彳很大，这种现象被称为巨磁 电阻现象。磁阻比定义为