Dugga i Fasta tillståndets fysik (FFY012/FYP330)
Tid och plats: 2018-02-13, kl. 8:30-10:30, SB-Huset.
Examinatorer: Mats Granath och Mattias Thuvander (073 1433709).
Ansvarig lärare: Jonatan Wårdh 0727 277146.
Hjälpmedel: Beta, Physics Handbook, penna, sudd, passare, linjal, typgodkänd räknare eller annan räknare i fickformat utan inprogrammerad text/ekvationer relevant för duggan.
Bedömning: Max 10p. 40% av duggapoängen kan tillgodoräknas till påföljande tentor under år 2017. Rättningsgranskning samtidigt som granskning av ordinarie tenta.
Skriv tydligt och motivera dina svar. Lycka till!
__________________________________________________________
1. a) Beräkna atomdensiteten (antal atomer per m2) för ett (012) plan i guld.
(1 p) b) Ange lämpliga primitiva gittervektorer och de tillhörande reciproka gittervektorerna för detta plan.
(1 p) 2. Strukturen för en (overklig) kubisk SiN2 kristall visas i bilden nedan (Si är gråa och N är röda). Finns det några plan som man kan anta inte ger upphov till diffraktion, eller väldigt svag diffraktion, om kristallen studeras med röntgen-diffraktion? Ange i så fall villkor för dessa plan.
(3 p)
3. a) En icke-metall har värmekapacitivitet 0,14 J/(molK) vid 10 K. Uppskatta hur stor värmekapacitiviteten är vid 30 K respektive 300 K?
(1 p) b) Ett kristallint material har vakanskoncentrationen 10-6 vid 1100 K. Hur stor är vakanskoncentrationen vid 900 K?
(1 p)
”3D” Från sidan Uppifrån
a
a
a/2
a/2
a/4 a/4
4) En tetragonal kristall har en enhetscell i form av ett rätblock med sidorna a = 3Å (längs x och y) och b = 6Å (längs z), med ett okänt antal X elektroner per gitterpunkt.
Elektronernas energi som funktion av vågtal ges av
~k= α(k
2x+ k
y2) + βk
z2, där α = 9eVÅ
2och β = 4eVÅ
2. Fermienergin är
F= 1eV
a a
b
a) Skissa Fermiytan i ~k-rummet. Figurens proportioner ska vara rimliga och skärnings- punkterna med axlarna (k
x,k
y,k
z) korrekt utmärkta. (Med rätt magnitud och rätt enhet.) (1.5p)
b) Beräkna antalet elektroner per gitterpunkt X. (1.5p)
4) a=3A°
,b=6A° En
--xlhithj ) tpkz
,x=9eVAo2
dg )
(⇒ BZ p
=4eVA "Ei==1eV
=/
--
]
Igel
1-⇐
aµ2I
a -2,09£ ,O8A°
" ' 'a)
FermigbmgesavEp-xlhitkg2jtpkz2@lipsaDhalvaxlarnagesavEfeXktiptahg2f-pKzp.2-7kxe-1gAot.k
gr
=§F
' ,kz ,==lzt°
"1am'
AZ
•tzt
oh z9
t.AE#e*b)N=2(Lq)3.Izakxekyehze=zY=(EFk)fEp7
⇒
n=£a .ge?gn= 0,0019 3=1,9
.A'
-l0%m3
Per