固体物理期末复习提纲终极版
《固体物理》复习大纲
«固体物理»复习大纲招生专业：凝聚态物理/材料物理与化学固体物理学的基本内容(专题除外), 主要有:晶体结构, 晶体结合, 晶格振动和晶体热学性质, 晶体的缺陷, 金属电子论和能带理论.主要参考书目: 1. 黄昆, 韩汝琦, 固体物理学, 高教出版社2. 陆栋, 蒋平, 徐至中, 固体物理学, 上海科技出版社3. 朱建国, 郑文琛等, 固体物理学, 科学出版社«新型功能材料»复习大纲招生专业：材料物理与化学/光学工程一、复习大纲1，材料、新材料的重要性；2，材料科学、材料工程、材料科学与工程的学科形成与学科内涵；3，材料科学与工程的“四要素”的内容；“四要素”间的相互关系（用图来表示）；“四要素”在材料研究中的作用；（要求能结合具体材料事例予以说明）4，如何理解材料、特别是新材料是社会现代化的物质基础与先导；5，怎样区分结构材料和功能材料？新型功能材料的内涵是什么？6，了解新型功能材料中相关科学名词的解释，并能给出适当的例子，如：信息材料；光电功能材料；能源材料；高性能陶瓷；纳米材料；晶体材料；人工晶体（材料）；压电材料；铁电材料；复合材料；梯度材料；智能材料与结构；材料设计；环境材料；低维材料；生物材料；非线形光学材料；光子晶体；半导体超晶格；等等；7，注意了解材料检测评价新技术的发展；注意了解材料的成分测定、结构测定、形貌观测的方法；材料无损检测评价新技术的发展概况；8，能结合具体的材料对象，给出材料的成分分析、原子价态分析、结构（含微结构）分析、形貌分析等所采用的主要技术，以及利用这些技术所得出的主要结果；9，对若干常用的分析技术，包括：X射线衍射分析（XRD），原子力显微镜分析（AFM），扫描电子显微镜分析（SEM），透射电子显微镜分析（TEM），俄歇电子能谱分析，X射线光电子能谱分析（XPS），核磁共振谱分析，等，能结合具体事例，阐述它们在材料物化结构分析中的作用和能解决的具体问题；10，材料科学技术是一门多学科交叉的前沿综合性学科；材料科学技术的学科内涵极为丰富；当代材料科学技术正在飞速发展，其主要发展趋势可以归纳为8个方面。
期末固体物理复习纲要
《固体物理基础》复习纲要固体物理考试灵活性大：考试以理解、计算等知识点为主，概念性、模型等建立过程为次要（老师默认尔等已掌握，即必须掌握，但不是考试重点）。
请大家深入复习，不要仅着手于记表面知识，靠背不是王道。
考试大纲（依据老师上课讲解重点及答疑课口述整理）：范围：第1章——第6章第2节重点为三、四、五章，以下为各章重点：●第一章晶体结构1.基元选择（原则）；2.初基原胞、惯用原胞的判断，W-S原胞的画法；3.几种对称操作；4.晶向指数、晶面指数的计算（分清晶面指数、弥勒指数之间的区别及各自的适用空间，P38，习题8），面密度的计算；5.正→倒空间的基矢转换，及正、倒格子中的几个重要公式；6.产生极大衍射条纹的条件、布拉格定律、劳厄方程；●第二章1.U、F关于r的关系曲线图及U、F间的关系；2.几种不同的晶体结构及各化学键的特点；●第三章1.一维单原子链晶格振动模型a)两个近似假设；b)玻恩—卡曼边界性条件及结论；c)格波数计算；d)色散关系（ω～q）；e)波极限下的色散关系（ω～q）；2.一维双原子链晶格振动a)取“-”号时，为声学支格波；取“+”号时，为光学支格波。
声学支格波具有q=0时，的特征；光学支具有q=0时，的特征。
b)格波数的讨论及结论，长波极限情况，q取值范围等（类比于单原子链）；3.三维晶格振动类比于一维单原子链、双原子链的振动，掌握三维晶格振动的结论（格波数！）4.格波态密度g(ω)（ω空间的讨论）一维：等频点；二维：等频面（圆面）；三维：等频面（球面）；先计算g～～的关系，再由ω～q关系得关系，做代换，得格波态密度函数g(ω)；5.量子化及声子的引入，平均声子数的概念及一定温度T不同频率格波的平均声子数图形（典型图）；6.热容a)德拜定律：低温下固体热容与成正比，C、U、T关系式；b)爱因斯坦模型，爱因斯坦温度的计算；c)德拜模型，德拜温度的计算；d)两个模型的对比，及温度适用范围；第四章1.德布罗意公式：E=·ω；P=；2.费米a)能态密度的计算（单位能量间隔中电子状态数），类比于格波态密度，等频面转换为等能面；思考：ε为动能函数，为能态密度，为费米—狄拉克分布函数，表示什么？三维下与E的关系，一维、二维的；注意：电子自旋分上、下两种，所以计算电子状态数应×2；b)费米—狄拉克分布公式，及费米—狄拉克分布典型图；c)费米能级的计算；d)费米面的理解；三维波矢空间，自由电子的费米面为一球面，球半径为费米波矢；3.索末菲自由电子气模型a)索末菲模型的建立及几个假设（理解）；b)索末菲自由电子气模型下的C、U、T关系；c)电子热容与温度T成正比（在温度稍高于热力学绝对零度即条件下成立）；德拜模型是讲述晶格热容与T的关系，描述声子气体热容；索末菲模型讨论电子热容对C的贡献，描述电子气热容规律。
固体物理复习提纲
固体力学复习提纲2.晶格周期性，原胞，惯用晶胞所有晶格的共同特点就是具有周期性；晶格的原胞是指一个晶格最小的周期性单元；原胞选取是不唯一的，原则上讲只要是最小周期性单元都可以，但实际上各种晶格结构已有习惯的原胞选取的方式，这就是惯用晶胞。
3.简单晶格，复试晶格简单晶格指每个原胞只有一个原子，每个原子的周围情况完全相同；复式晶格包含两个或更多的原子。
3晶向（指数），晶面（指数）同一个格子可以形成方向不同的晶列，每一个晶列定义了一个方向，称谓晶向；如果从一个原子沿晶向到最近的原子的位移矢量为：l1α1+l2α2+l3α3则晶向就用l1 l2 l3来标志，写成[l1 l2 l3]。
布拉伐格子的格点还可以堪称分裂在平行等距的平面系上，这样的平面称为晶面；晶面指数是晶体的常数之一，是晶面在3个结晶轴上的截距系数的倒数比，当化为最简单的整数比后，所得出的3个整数称为该晶面的密勒指数。
4.晶体的对称性和点阵的基本类型晶体在某一正交变换下不变，就称这个变换为对称操作，对称操作越多，表明它的对称性越高；根据晶体的宏观对称性，布喇菲(Bravais)在1849年首先推导出14种空间点阵。
5.倒易点阵，布里渊区倒易点阵是由被称为倒易点或倒易点的点所构成的一种点阵，它也是描述晶体结构的一种几何方法，它和空间点阵具有倒易关系。
倒易点阵中的一倒易点对应着空间点阵中一族晶面间距相等的点格平面。
P176。
7.晶体内能，结合能，马德隆常数，平衡晶格常数。
[2-5],[2-14],[2-2][2-9]8.共价键形成原理两个原子各自贡献一个原子，形成共价键9，分子晶体的范德尔瓦斯结合，分子晶体的结合能依靠瞬时偶极距或固有偶极距而形成，结合力一般与r2成反比；[2-46][2-47]10.一维链的振动，单原子链，双原子链的振动方程，声学波，光学波，色散关系[3-21][3-50][3-55][3-23][11.格波概念，简正模式，简正坐标，声子概念，声子振动态密度.晶格具有周期性，因而，晶格的振动模具有波的形式，称为格波；简正坐标是分子所有质量加权坐标的线性组合，每个质量加权坐标表征的是构成分子的一个原子在一个坐标方向上的振动特性。
固体物理复习提纲
一、填空1.固体材料分为：晶体和、非晶体、准晶体。
2.结构与配位数：六角密排6个、面心立方12个、体心立方8个。
3.晶向用[111]、等效晶向<111>、晶面（111）、等效晶面{111}4.等效晶面：{100}、{110}、{111}等效晶面数为3、6、4个。
5.对称操作：立方体共有48个、正四面体共有24个、正六角柱共有24个。
6.对称素：1、2、3、4、6、1、2、3、4、6共10种，不存在5重轴，因为不可能相互紧贴做周期的重复排列。
7.三维晶格：7大晶系、14种布拉伐格子、32个点群。
8.二维晶格：4大晶系、5种布拉伐格子。
9.晶体的特点：周期性。
10.准晶体的特点：具有长程的取向序而没有长程的平移对称序。
11.固体的结合：离子性结合、共价结合、金属性结合、范德瓦尔斯结合。
12.杂化轨道特点：电子云分别集中在四面体的4个顶角方向。
13.三维晶格振动：q取值为N（原胞总数），w取值为3nN（nN个原子的自由度）。
14.确定晶格振动谱的方法：中子的非弹性散射、X射线散射、光的散射。
15.爱因斯坦模型：能够反映出Cv在低温时下降的基本趋势。
但是在低温范围，爱因斯坦理论值下降很陡，与实验不相符。
16.德拜模型：低温下符合的很好。
二、名词解释1.密排面：原子球在一个平面内最紧密排列的方式。
2.基矢：原胞的边矢量。
3.原胞：一个晶格最小的周期性单元。
4.晶向：布拉伐格子的格点分列的相互平行的直线定义的方向。
5.晶面：布拉伐格子的格点分列的平行等距的平面。
6.密勒指数：以晶胞基矢定义的互质整数，用以表示晶面的方向。
加上中心反演的联合操作以及其联合操7.n重旋转-反演轴：若一物体对绕某一转轴2πn作的倍数不变，这个轴便称为n重旋转-反演轴。
8.马德隆常数：9.成键态与反键态：根据量子理论，两个氢原子各有一个电子在1S轨道上，两个原子结合在一起时，可以形成所谓的成键态和反键态。
10.饱和性：一个原子只能形成一定数目的共价键，只能与一定数目的其他原子结合。
固体物理学期末复习
• 消光规律----因晶胞中原子的几何排列所引起的衍射线消 失的规律，称为结构消光。
• 倒格子------晶格经傅里叶变换所得到的几何格子。倒格子
基矢定义：
1）
ari
r bj
2ij
2
0
i j i j
i, j 1,2,3
b1
2
a2
a3
2）
b2
2
• 晶体状态方程----晶体的热力学参数P、T、V之间的关系式。
• 拉曼散射----光子与晶体中光学声子间的散射。
• 布里渊散射----光子与晶体中声学声子间的散射。
• 三声子过程----两个声子间相互作用（散射）产生第三个声子 的过程（该过程满足能量和动量守恒定律）。
• 空间群-----晶格中全部对称要素及相应的对称操作的集合； 晶体共有230种空间群。
贵州大学新型光电子材料与技术研究所
第二章 晶体结合
元素电负性-----元素电负性是原子对核外电子束缚能力 大小的量度，通常用电离能与亲合能之和表示。 结合键-----指原子结合成晶体的方式，晶体的典型结合 方式有：离子键、共价键、金属键、分子键和氢键。 离子键-----吸引力来源于正、负离子间的静电库仑力。 共价键-----吸引力来源于共用电子对的交换作用能（量 子效应）。 金属键-----吸引力来源于带正电的金属原子实与带负电 的自由的价电子（电子云）间的静电库仑力。
• 晶列、晶向（指数）和等效晶列-----晶列是晶体结构中包括 无数格点的直线，晶列上格点周期性重复排列，相互平行的 晶列上格点排列周期相同，一簇相互平行的晶列可将晶体中 所有格点包括无遗；晶向指晶列的方向，晶向指数是晶列的 方向余旋的互质整数比，表为[uvw]；等效晶列是晶体结构 中由对称性相联系的一组晶列，表为<uvw>。
固体物理复习概要
第1章晶体结构和晶体衍射一、晶格结构的周期性与对称性：1.原胞（初基晶胞）、惯用晶胞的定义：原胞：晶格具有三维周期性，三维晶格中体积最小的重复单元称为固体物理学原胞，简称原胞。
惯用晶胞：为了反映晶体的周期性和对称性，所取的重复单元不一定是最小的。
结点不仅可以在顶角上，还可以在体心或面心上，这种最小重复单元称为惯用晶胞（也叫作布拉维晶胞）2.晶向与晶面指数的定义晶向：布拉维格子上任何两格点连一直线称为晶列，晶列的取向称为晶向。
晶向指数：R=l1a1+l2a2+l3a3，将l1，l2，l3化为互质整数，用l1，l2，l3表示晶列的方向，这三个互质整数称为晶向指数。
晶面指数：晶面族在基矢上的截距系数的倒数，化成与之具有相同比率的三个互质的整数h，k，l。
二、什么是布拉维点阵(格子)？为什么说布拉维点阵是晶体结构的数学抽象？描述点阵与晶体结构的区别？1.如果晶体由一种原子组成，且基元中只包含一个原子，则相应的网格就称为布拉维格子。
如果晶体虽由一种原子组成，但若基元中包含两个原子，或晶体由多种原子组成，则每一种原子都可以构成一个布拉维格子。
2.布拉维格子是一个无限延伸的点阵，它忽略了实际晶体中表面、结构缺陷的存在，以及T≠0时原子瞬时位置相对于平衡位置小的偏离。
但它反映了晶体结构中原子周期性的规则排列。
即平移任意格矢R n，晶体保持不变的特性，是实际晶体的一个理想抽象。
3.晶体结构＝点阵＋基元三、典型的晶体结构、对应的布拉菲点阵及其最小基元是什么？晶体结构：1.氯化钠（NaCl）结构该结构的布拉维点阵是fcc，初基基元为一个Na+离子和一个Cl-离子。
2.氯化铯(CsCl)结构该结构的布拉维点阵是sc（简单立方），初基基元为一个Na+离子和一个Cl-离子。
3.六角密堆积(hcp)结构该结构的布拉维晶格点阵是简单六角，初基基元包含两个原子，原子位置：(0 0 0)，(2/3，1/3，1/2)。
4.金刚石结构金刚石型结构的晶格类型属于fcc晶格点阵（该结构可以看作是两个fcc晶格格点上放上同种原子沿立方体的体对角线错开1/4对角线长而得到。
川大学固体物理期末复习提纲
1
2
CH6, 金属电子论基础：自由电子气模型
德鲁特模型：电子气的理想气体近似 德鲁特模型的结论: , , le,RH 索末菲模型: 弱周期场近似，金属的情形 无限深方势井的解 电子能量的表示: 能级 能态密度: D()= C1/2 = 3N/2
费米能级 F : T=0时电子占有的最高能级 费米-狄拉克统计分布: fe 费米能级的计算 F ~ N,V 费米球、费米面、费米波矢、费米温度 费米能级与温度的关系 F ~ T T= 0时的电子平均能量 = 3/5 F0 F ~T: F= F0[1- (2/12) (kT/ F0)2]~ F0
01
杂化理论: sp, sp2, sp3
02
共价键的特征：饱和性和方向性
03
共价晶体的特征：低配位数，弱导电性，高硬度，高熔点
04
晶体按结合力的分类
晶体按结合力的分类 惰性气体晶体: 分子晶体 van der Waals 相互作用
短程、弱相互作用, Lennard-Jones 势 U(r)=4 [(/R)12-(/R)6]= B/R12-A/R6
布里渊区的定义： a Wigner-Seize cell k•½Gh = (½Gh)2 sc, bcc, fcc 的倒格子以及它们之间的关系
01
bcc 和 fcc的结构因子 原子散射因子
基元的傅立叶分析: 散射波振幅和晶体结构的关系
02
倒格子的定义 a1, a2, a3 正空间的基矢 b1, b2, b3 倒空间的基矢 b1 =2/V (a2 a3 ); b2 =2/V (a3 a1 ) b3 =2/V (a1 a2 ) 性质 倒空间元胞的体积: = b1·(b2 b3)=(2)3/V Ghkl = hb1+kb2+lb3(h,k,l) Dhkl = 2/ Ghkl
高等固体物理复习纲要
第一章 概论1.范式的定义及科学演化的方式范式：样式，作为样本或模式的例子。
科学演化的方式：前范式阶段——常规科学阶段——反常科学阶段——危机阶段——科学革命阶段——新范式阶段 科学发展过程中，范式的转换构成了科学革命。
而一门成熟科学的发展历程是可以通过范式转换来描述的。
2.固体物理的范式的建立，内容和定量描述 固体物理的范式的建立： 时间：20世纪上半叶。
基础：（1）晶体学：晶体周期结构的确定（2）固体比热理论：初步的晶格动力学理论 （3）金属导电的自由电子理论：费米统计 （4）铁磁性研究：自旋量子理论。
另外：电子衍射的动力学理论，金属导电的能带理论，基于能带理论的半导体物理。
标志：1940年Seitz “固体的现代理论” 范式内容：核心概念：周期结构中的波的传播，晶体的平移对称性，波矢空间，强调共有化的价电子以及波矢空间的色散关系。
波矢空间的基本单元：布里渊区。
焦点：布里渊区边界或区内某些特殊位置的能量——波矢的色散关系。
定量描述：标量波，矢量波，张量波。
标量波：在绝热近似，单电子近似下，电子在周期场中的运动，以及Bloch 定理21(())()(),()()2n V r r E r V r V r R χχ-∇+==+ 矢量波：H E t μ→→∂=-∇⨯∂，EH tε→→∂=∇⨯∂。
应用x 射线衍射：2sin 1hkl d θλ= 3. 光子晶体的定义和应用光子晶体:在高折射率材料的某些位置周期性出现低折射率的材料. 这种光的折射率指数的周期性变化产生了光带隙结构，控制着光在晶体中的运动。
应用：微腔、波导、光开关、激光器、探测器、太阳能电池、生物芯片、光存储、传感器。
光子晶体光纤——光子能隙全反射。
无损输运，无损光路弯曲。
4. 量子化学的范式的内容对象：原子，分子的结构和性质。
方法：量子力学。
内容：价键理论，分子轨道理论核心思想: 实空间中的几何位形,电子的局域化, 电子密度的集中和电荷的转移.和固体能带理论范式的差别：一个强调周期结构，主要处理非局域态；一个强调原子相关，键合的形成，主要处理局域态。
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《固体物理》期末复习要点第一章1、晶体、非晶体、准晶体定义晶体:原子排列具有长程有序的特点。
非晶体:原子排列呈现近程有序,长程无序的特点。
准晶体:其特点就是介于晶体与非晶体之间。
2、晶体的宏观特征1)自限性2)解理性3)晶面角守恒4)各向异性5)均匀性6)对称性7)固定的熔点3、晶体的表示,什么就是晶格,什么就是基元,什么就是格点晶格:晶体的内部结构可以概括为就是由一些相同的点在空间有规则地做周期性无限分布,这些点的总体称为晶格。
基元:若晶体有多种原子组成,通常把由这几种原子构成晶体的基本结构单元称为基元。
格点:格点代表基元的重心的位置。
4、正格与倒格之间的关系,熟练掌握典型晶体的倒格矢求法5、典型晶体的结构及基矢表示6、熟练掌握晶面的求法、晶列的求法,证明面间距公式7、什么就是配位数,典型结构的配位数,如何求解典型如体心、面心的致密度。
一个粒子周围最近邻的粒子数称为配位数。
面心:12 体心:8 氯化铯(CsCl):8 金刚石:4 氯化钠(NaCl):68、什么就是对称操作,有多少种独立操作,有几大晶系,有几种布拉维晶格,多少个空间群。
对称操作: 使晶体自身重合的动作。
独立操作:有8种独立操作,即1 ,2 ,3 ,4 ,6 ,i ,m ,4根据对称性,晶体可分为7大晶系, 14种布拉维晶格,230个空间群。
9、能写出晶体与布拉维晶格10、了解X射线衍射的三种实验方法及其基本特点1)劳厄法:单晶体不动,入射光方向不变。
2)转动单晶法:X射线就是单色的,晶体转动。
3)粉末法:单色X射线照射多晶试样。
11、会写布拉格反射公式12、什么就是几何结构因子。
几何结构因子:原胞内所有原子的散射波,在所考虑方向上的振幅与一个电子的散射波的振幅之比。
第二章1、什么结合能,其定位公式晶体的结合能就就是将自由的原子(离子或分子) 结合成晶体时所释放的能量。
2、掌握原子间相互作用势能公式,及其曲线画法。
3、什么叫电离能、亲与能、负电性电离能:中性原子失去电子成为价离子时所需要的能量。
电子亲与能:中性原子获得电子成为-1价离子时所放出的能量。
负电性:负电性=0、18(电离能+亲与能),原子的负电性的大小表示原子得失电子能力的强弱。
4、掌握5大晶体基本结合类型与特点,并知道对应的例子。
晶体类型结构结合力例子离子晶体负电性相差较大的原子+库仑作用力。
离子键氯化钠非极性分子晶体具有饱与电结构的原子或分子+ 范德瓦尔斯-伦敦力。
范德瓦尔斯-伦敦力。
二氧化碳原子晶体第Ⅳ族、第Ⅴ族、第Ⅵ族、第Ⅶ族元素都可以形成原子晶体。
共价键金刚石金属晶体第Ⅰ族、第Ⅱ族及过渡元素晶体都就是典型的金属晶体。
金属键金、银氢键晶体氢原子同时与两个负电性较大,而原子半径较小的原子(O、F、N等) 结合,构成氢键。
氢键水第三章1、什么就是格波,什么就是声子,满足的统计规律格波:晶体中的原子都在它的平衡位置附近不断地作微振动,由于原子间的相互关联,以晶体的周期性,这种原子振动在晶体中形成格波。
声子:晶格振动的能量量子。
统计规律如下:(ni为平均声子数,ωi为频率。
)2、熟练掌握一维晶格不同类型原子链色散关系的求解过程3、掌握波矢数、振动模式、频率数目与自由度的关系,并能用于求解具体的例子4、知道长波近似、光学波、声学波、极化声子、电磁声子等含义长波近似:在长波近似下,格波的波长远大于原子间距,晶格就像一个连续的介质。
光学波:因该格波可用光波的电磁场来激发,所以称这种格波为光学波。
声学波:单原子链中传播的长格波叫声学波,其为连续介质的弹性波。
极化声子:因为长光学波就是极化波,且只有长光学纵波才伴随着宏观的极化电场,所以长光学纵波声子称为极化声子。
电磁声子:长光学横波与电磁场相耦合,它具有电磁性质,称长光学横波声子为电磁声子。
5、知道确定晶格振动谱的三种方法实验方法主要有中子的非弹性散射、X射线与光的散射。
6、了解固体比热的实验规律,知道杜隆-珀替定律固体比热的实验规律(1) 在高温时,晶体的比热为3NkB;(2) 在低温时,绝缘体的比热按T^3趋于零。
7、熟练掌握模式密度的求解爱因斯坦模型德拜模型(1) 晶体中原子的振动就是相互独立的; ( 1)晶体视为连续介质,格波视为弹性波;(2) 所有原子都具有同一频率ω。
( 2)有一支纵波两支横波;( 3)晶格振动频率在0 ~ ωD 之间(ωD为德拜频率) 。
爱因斯坦模型:计算表明,在甚低温度下,格波的频率很低,属于长声学波,所以在甚低温度下,晶体的比热主要由长声学波决定。
因此爱因斯坦模型在低温时不能与实验相吻合。
德拜模型:由上式瞧出,在极低温度下,比热与T3成正比,这个规律称为德拜定律。
温度越低,理论与实验吻合的越好。
9、熟练掌握德拜模型求比热的过程及其高低温极限10、什么就是晶体的非简谐效应、什么就是热膨胀、什么就是热传导热膨胀:在不施加压力的情况下,晶体体积随温度变化的现象称为热膨胀。
热传导:当晶体中温度不均匀时,将会有热能从高温处流向低温处,直至各处温度相等达到新的热平衡, 这种现象称为热传导。
第四章1、什么就是晶体缺陷、什么就是结构缺陷、什么就是化学缺陷晶体缺陷(晶格的不完整性):晶体中任何对完整周期性结构的偏离就就是晶体的缺陷。
结构缺陷:没有杂质的具有理想的化学配比的晶体中的缺陷,如空位,填隙原子,位错。
化学缺陷:由于掺入杂质或同位素,或者化学配比偏离理想情况的化合物晶体中的缺陷,如杂质,色心等。
2、缺陷的分类及其种类(点、线、面)点缺陷:弗仑克尔缺陷、肖特基缺陷、填隙原子、杂质;线缺陷:刃型位错、螺旋位错;面缺陷:晶粒间界、堆垛间界。
3、掌握弗仑克尔缺陷、肖特基缺陷含义及其区分弗仑克尔缺陷:当晶格中的原子脱离格点后,移到间隙位置形成填隙原子时,在原来的格点位置处产生一个空位,填隙原子与空位成对出现,这种缺陷称为弗仑克尔缺陷。
肖特基缺陷:当晶体中的原子脱离格点位置后不在晶体内部形成填隙原子,而就是占据晶体表面的一个正常位置,并在原来的格点位置产生一个空位,这种缺陷称为肖特基缺陷。
4、什么就是色心、什么就是极化子色心:能吸收可见光的晶体缺陷称为色心。
极化子:这样一个携带着周围的晶格畸变而运动的电子,可瞧作一个准粒子(电子＋晶格的畸变),称为极化子。
5、什么就是位错,典型的位错有哪些位错:当晶格周期性的破坏就是发生在晶体内部一条线的周围近邻,这就称为线缺陷。
位错就就是线缺陷。
典型位错:有刃型位错与螺旋位错。
6、什么就是晶界、堆垛的表示方法7、了解缺陷数目的求解公式1、什么就是自由电子气自由电子气(自由电子费米气体) :就是指自由的、无相互作用的、遵从泡利原理的电子气。
2、索末菲模型的假设(1)金属中的价电子彼此之间无相互作用;(2)金属内部势场为恒定势场;(3)价电子速度服从费米—狄拉克分布。
3、熟练掌握能态密度的求解4、什么就是费米能级费米能级:被电子占据的最高能级称为费米能级。
5、掌握电子占据概率公式及其曲线E F---费米能级(等于这个系统中电子的化学势) ,它的意义就是在体积不变的条件下,系统增加一个电子所需的自由能。
f(E) ~ (E − EF ) 图象6、什么就是功函数、接触电势差功函数:电子在深度为E0的势阱内,要使费米面上的电子逃离金属,至少使之获得ϕ=E0－ＥF 的能量,ϕ称为脱出功又称功函数。
接触电势差:两块不同的金属相接触,或用导线联结起来,两块金属就会带有电荷并产生不同的电势,即为接触电势差。
7、什么就是霍尔效应霍尔效应:磁场中的载流导线,在垂直于电流方向的两个端面间存在电势差,即为霍尔效应。
1、知道能带理论中多体到单体的三步近似1)绝热近似2)平均场近似3)周期场近似2、熟练掌握布洛赫定理的证明3、什么就是布里渊区、什么就是简约布里渊区布里渊区:在倒格空间中以任意一个倒格点为原点,做原点与其她所有倒格点连线的中垂面(或中垂线),这些中垂面(或中垂线)将倒格空间分割成许多区域,这些区域称为布里渊区。
第一布里渊区(简约布里渊区) :围绕原点的最小闭合区域。
4、掌握简单布里渊区的求解5、什么就是近自由电子近似、什么就是平面波方法近自由电子近似:由于周期场的周期性起伏很弱,它可以瞧成自由电子情况稳定势场的微扰,此时晶体中的价电子行为就很接近自由电子,故叫近自由电子近似。
平面波方法:三维周期场中电子运动的近自由电子近似就叫平面波方法。
6、掌握能带的三种画法7、什么就是紧束缚近似,知道瓦尼尔函数的特点紧束缚近似模型:晶体中的电子在某个原子附近时主要受该原子势场的作用,其她原子的作用视为微扰来处理,以孤立原子的电子态作为零级近似,即为紧束缚近似。
瓦尼尔函数的特点:(1) 此函数就是以格点矢量Rn为中心的波包,因而具有定域的特性;(2) 不同能带不同格点的瓦尼尔函数就是正交的。
8、熟练掌握紧束缚方法求解s态能带9、熟练掌握有效质量的求解10、知道为什么有效质量可以就是负的11、什么就是满带、导带、空带(1) 满带:能带中所有电子状态都被电子占据。
(2) 导带:能带中只有部分电子状态被电子占据, 其余为空态。
(3) 空带:能带中所有电子状态均未被电子占据。
12、掌握导体、半导体、绝缘体的能带示意图13、什么就是Wilson转变,什么就是Peierls转变1、Wilson转变:任何非导体材料在足够大的压强下可以实现价带与导带的重叠,从而呈现金属导电性。
2、Peierls转变:结构变化引起的金属--绝缘体转变。
选学部分1、铁磁性、反铁磁、亚铁磁的定义铁磁性:磁矩的自发平行分布的特征。
反铁磁:在原子自旋(磁矩)受交换作用而呈现有序排列的磁性材料中,如果相邻原子自旋间就是受负的交换作用,自旋为反平行排列,则磁矩虽处于有序状态(称为序磁性),但总的净磁矩在不受外场作用时仍为零。
这种磁有序状态称为反铁磁性。
亚铁磁:亚铁磁性就是在无外加磁场的情况下,磁畴内由于相邻原子间电子的交换作用或其她相互作用。
2、什么就是居里温度居里温度:铁磁—顺磁转变的临界温度。
3、原子磁矩的主要来源(1)电子绕原子核运动的轨道磁矩。
(2)电子的自旋运动的自旋磁矩。
(3)原子核的磁矩。
4、什么就是超导超导:在低温下物质具有零电阻的性能5、超导现象的两个基本性质(1)完全导电性(2)完全抗磁性6、能举例三个以上超导的应用磁悬浮列车超导计算机超导加速器7、什么就是非晶态物质、有什么特点非晶态物质:其内部原子或分子排列不具有长程序的固体。
特点:(1)宏观上具有均匀性;(2)物理性质有各向同性;(3)不能自发地形成多面体外形;(4)无固定的熔点;(5)由于无周期性结构,不能对X射线产生衍射效应。
8、能举例三个以非晶态物质玻璃、松香、明胶9、什么就是拓扑绝缘体、举出拓扑绝缘体材料的例子拓扑绝缘体就是一种内部绝缘,界面允许电荷移动的材料。