固体物理知识点总结
固体物理知识总结
§5-2 线缺陷——位错 线缺陷——位错
一,位错的基本类型
"刃位错 刃位错"和"螺位错 螺位错" 刃位错 螺位错 刃型位错的特点是位错线垂直 垂直于滑移矢量b; 垂直 螺型位错的特点是位错线平行 平行于滑移矢量b. 平行 位错线的特征
二,位错的运动
位错的滑移 位错的攀移
§5-3 面缺陷与体缺陷
一,层错(堆垛层错) 二,晶界 三,小角晶界 四,体缺陷(包裹体)
2.元胞 初基元胞,基矢, 初基元胞,基矢,格矢,威格纳-赛兹 元胞(W-S元胞,对称元胞), 3.惯用元胞和轴矢 惯用元胞,轴矢
三,常见晶体结构举例
致密度η(又称空间利用率),配位数,密 堆积 1. 简单立方(sc) 配位数=6,惯用元胞包含格点数 = 1 惯用元胞包含格原子数 = 1 2. 面心立方(fcc) 配位数=12,惯用元胞包含格点数=4 惯用元胞包含格原子数 = 4 3.体心立方(bcc) 配位数=8,惯用元胞包含格点数=2 惯用元胞包含格原子数 = 2
九,硅和锗的能带结构 1. 能带的简并 2. k空间等能面 3. 回旋共振 4. 硅和锗的导带结构 5. 硅和锗的价带结构
第五章
§5-1
晶体缺陷
点缺陷
一,点缺陷的类型 (1)肖脱基(Schottky)缺陷 (2)费伦克尔(Frenkel)缺陷 (3)间隙原子缺陷 (4)色心
二,杂质原子 施主,受主杂质的能级
(4)旋转-反演操作(象转操作) 2.分数周期平移T/n
(1) n度螺旋轴指数 2.晶向指数 3.晶面指数(密勒指数)
六角晶系的四指数表示.
六,倒格子与布里渊区 1. 倒格子:
(1)定义 (2)倒格子的重要性质(正倒格子间的关系) 2. 布里渊区(B.Z) 七,晶体x光衍射 1.决定散射的诸因素 1.决定散射的诸因素 (1)原子散射因子 (2)几何结构因子
固体物理重要知识点总结
固体物理重要知识点总结晶体：是由离子，原子或分子（统称为粒子）有规律的排列而成的，具有周期性和对称性非晶体：有序度仅限于几个原子，不具有长程有序性和对称性点阵：格点的总体称为点阵晶格：晶体中微粒重心，周期性的排列所组成的骨架，称为晶格格点2微粒重心所处的位置称为晶格的格点（或结点）晶体的周期性和对称性：晶体中微粒的排列按照一定的方式不断的做周期性重复，这样的性质称为晶体结构的周期性。
晶体的对称性指晶体经过某些对称操作后，仍能恢复原状的特性。
（有轴对称，面对称，体心对称即点对称）密勒指数：某一晶面分别在三个晶轴上的截距的倒数的互质整数比称为此晶面的密勒指数配位数：可用一个微粒周围最近邻的微粒数来表示晶体中粒子排列的紧密程度，称为配位数致密度：晶胞内原子所占体积与晶胞总体积之比称为点阵内原子的致密度固体物理学元胞：选取体积最小的晶胞，称为元胞：格点只在顶角，内部和面上都不包含其他格点，整个元胞只含有一个格点：元胞的三边的平移矢量称为基本平移矢量（或者基矢）；突出反映晶体结构的周期性元胞:体积通常较固体物理学元胞大；格点不仅在顶角上，同时可以在体心或面心上；晶胞的棱也称为晶轴，其边长称为晶格常数，点阵常数或晶胞常数；突出反映晶体的周期性和对称性。
布拉菲格子：晶体由完全相同的原子组成，原子与晶格的格点相重合而且每个格点周围的情况都一样复式格子：晶体由两种或者两种以上的原子构成，而且每种原子都各自构成一种相同的布拉菲格子，这些布拉菲格子相互错开一段距离，相互套购而形成的格子称为复式格子，复式格子是由若干相同的布拉菲格子相互位移套购而成的声子：晶格简谐振动的能量化，以hv i来增减其能量，hv i就称为晶格振动能量的量子叫声子非简谐效应：在晶格振动势能中考虑了8 2以上3高次项的影响，此时势能曲线能是非对称的，因此原子振动时会产生热膨胀与热传导点缺陷的分类：晶体点缺陷：①本征热缺陷：弗伦克尔缺陷，肖脱基缺陷②杂质缺陷：置换型，填隙型③色心④极化子布里渊区：在空间中倒格矢的中垂线把空间分成许多不同的区域，在同一区域中能量是连续的，在区域的边界上能量是不连续的，把这样的区域称为布里渊区爱因斯坦模型在低温下与实验存在偏差的根源是什么？答：按照爱因斯坦温度的定义，爱因斯坦模型的格波的频率大约为1013H Z,属于光学支频率，但光学格波在低温时对热容的贡献非常小，低温下对热容贡献大的主要是长声学格波，也就是说爱因斯坦没考虑声学波对热容的贡献是爱因斯坦模型在低温下与实验存在偏差的根源。
物理学中的固体物理学基础知识点
物理学中的固体物理学基础知识点固体物理学是物理学的分支学科，研究固体材料的性质、结构和行为。
本文将介绍一些固体物理学的基础知识点，包括晶体结构、声子和电子等。
一、晶体结构晶体是由原子、分子或离子组成，具有一定的周期性结构。
晶体结构包括晶格和基元两个基本概念。
1. 晶格晶格是指晶体中重复出现的基本单元，可以看作是无限重复的点阵。
晶体的晶格有五种常见结构类型：立方晶系、正交晶系、单轴晶系、菱面晶系和三斜晶系。
不同类型的晶格具有不同的对称性。
2. 基元基元是指晶体中最小的重复单元，其组合可以构成整个晶体。
基元可以是一个原子、一对原子或一组原子。
例如，钠氯化物晶体的基元是由一个钠离子和一个氯离子构成的。
二、声子声子是固体中振动的量子态，对应于晶体中原子的振动模式。
声子的产生和传播与晶体的结构和原子间相互作用有关。
声子的性质及其在固体物理中的作用有很多研究，其中最重要的是声子在热传导中的角色。
声子的传播会导致热量的传递，因此理解声子的性质对于材料的热导率和热电性能的研究具有重要意义。
三、电子固体中的电子是固体物理学中的重要研究对象。
电子在晶体中的行为由量子力学描述，其中包括能带理论、费米面和导电性等。
1. 能带理论能带理论是描述固体中电子能级分布的理论。
在晶体中，原子间的相互作用导致原子能级发生分裂，形成能带。
根据氢原子能级的经验规则，能带可以分为价带和导带。
2. 费米面固体中电子的分布状态由费米面决定。
费米面是能带理论中的重要概念，描述了能量最高的占据态与能量最低的未占据态之间的分界面。
3. 导电性固体材料的导电性与其中的电子行为密切相关。
根据电子在能带中的填充情况，材料可以被分为导体、绝缘体和半导体。
导体中的能带存在部分填充的状态，电子可以自由移动，并且易于形成电流。
绝缘体中的能带被完全填满，电子难以进行移动。
半导体的能带填充情况介于导体和绝缘体之间，通过施加外加电场或温度变化可以改变其导电性。
总结：固体物理学是物理学的重要分支，研究固体材料的性质和行为。
固体物理各章节知识点详细总结
3.1 一维晶格的振动
3.1.1 一维单原子链的振动
1. 振动方程及其解 (1)模型：一维无限长的单原子链，原子间距(晶格常量)为
a，原子质量为m。
模型 运动方程
试探解
色散关系
波矢q范围 B--K条件
波矢q取值
一维无限长原子链，m，a，
n-2 n-1 n mm
n+1 n+2
a
..
m x n x n x n 1 x n x n 1
x M 2 n x 2 n 1 x 2 n 1 2 x 2 n
..
x m 2n1 x 2 n 2 x 2 n 2 x 2 n 1
x
Aei2n1aqt
2 n1
x
Bei2naqt
2n
相隔一个晶格常数2a的同种原子，相位差为2aq。
色散关系
2co as q A M 22B0 m 22A 2co as q B0
a h12 h22 h32
由
2π Kh
d h1h2h3
2π
d K 得： h1h2h3
h1h2h3
简立方：a 1 a i,a 2 aj,a 3 a k ,
b12πa2a3 2πi
Ω
a
b22πa3a1 2πj
Ω
a
b32πa1a2 2πk
Ω
a
b1 2π i a
b2 2π j a
2π b3 k
2n-1
2n
2n+1
2n+2
M
m
质量为M的原子编号为2n-2 、2n、2n+2、···
质量为m的原子编号为2n-1 、2n+1、2n+3、···
固体物理学重要知识点
（1）Hall 系数—— Hall 系数 对于自由电子：q =－e ，所以， 其中，n 为单位体积中的载流子数，即载流子浓度。
由Hall 系数的测量不仅可以判断载流子的种类（带正电还是带负电），而且还是测量载流子浓度的重要手段。
载流子浓度越低，Hall 系数就越大，Hall 效应就越明显。
（2）F-D 分布函数——Fermi －Dirac 分布函数其中 μ是电子的化学势，其物理意义是在体积不变的情况下，系统增加一个电子所需的自由能。
从分布几率看，当E ＝μ时，f(μ)＝1/2 ，代表填充几率为1/2的能态。
当E －μ >几个kBT 时，exp[(E －μ)/ kBT] >>1 ，有： 这时，Fermi －Dirac 分布过渡到经典的Boltzmann 分布。
且f(E)随E 的增大而迅速趋于零。
这表明： E －μ >几个kBT 的能态是没有电子占据的空态。
（3）Bloch 函数及其物理意义Bloch 函数 行进波因子 表明在晶体中运动的电子已不再局域于某个原子周围，而是可以在整个晶体中运动的，这种电子称为共有化电子。
它的运动具有类似行进平面波的形式。
那么，周期函数 的作用则是对这个波的振幅进行调制，使它从一个原胞到下一个原胞作周期性振荡，但这并不影响态函数具有行进波的特性。
（4）波失k 的物理意义，态空间点阵，分布密度，简约区，k 取值总数波失k 的物理意义:表示不同原胞间电子波函数的位相变化。
不同的波矢量k 表示原胞间位相差不同，即描述晶体中电子不同的运动状态。
态空间点阵:k 取值不连续，在k 空间中，k 的取值构成一个空间点阵，称为态空间点阵。
分布密度：的分布密度为 简约区：（—— 简约区） k 取值总数：在简约区中波失k （5）金属，半导体电导率随温度变化的差异金属而言：Fermi 能级位于导带内，所以温度变化激发的载流子的贡献可以基本不用考虑；那么：随温度升高，晶格的振动加剧，从而导致载流子受到晶格振动所引起的散射，也就是声子的散射加强；从而电阻率增加，电导率下降；半导体而言：Fermi 能级位于导带和价带之间，温度变化激发的载流子的贡献必须考虑；随温度升高，从价带激发到导带的载流子数目增加，即有更多的载流子参与了导电，从而电阻率降低，电导率上升。
固体物理知识点总结
一、考试重点晶体结构、晶体结合、晶格振动、能带论的基本概念和基本理论和知识二、复习内容第一章晶体结构基本概念1、晶体分类及其特点：单晶粒子在整个固体中周期性排列非晶粒子在几个原子范围排列有序（短程有序）多晶粒子在微米尺度内有序排列形成晶粒，晶粒随机堆积准晶体粒子有序排列介于晶体和非晶体之间2、晶体的共性：解理性沿某些晶面方位容易劈裂的性质各向异性晶体的性质与方向有关旋转对称性平移对称性3、晶体平移对称性描述：基元构成实际晶体的一个最小重复结构单元格点用几何点代表基元，该几何点称为格点晶格、平移矢量基矢确定后，一个点阵可以用一个矢量表示，称为晶格平移矢量基矢元胞以一个格点为顶点，以某一方向上相邻格点的距离为该方向的周期，以三个不同方向的周期为边长，构成的最小体积平行六面体。
原胞是晶体结构的最小体积重复单元，可以平行、无交叠、无空隙地堆积构成整个晶体。
每个原胞含1个格点，原胞选择不是唯一的晶胞以一格点为原点，以晶体三个不共面对称轴（晶轴）为坐标轴，坐标轴上原点到相邻格点距离为边长，构成的平行六面体称为晶胞。
晶格常数WS元胞以一格点为中心，作该点与最邻近格点连线的中垂面，中垂面围成的多面体称为WS原胞。
WS原胞含一个格点复式格子不同原子构成的若干相同结构的简单晶格相互套构形成的晶格简单格子点阵格点的集合称为点阵布拉菲格子全同原子构成的晶体结构称为布拉菲晶格子。
4、常见晶体结构：简单立方、体心立方、面心立方、金刚石闪锌矿铅锌矿氯化铯氯化钠钙钛矿结构5、密排面将原子看成同种等大刚球，在同一平面上，一个球最多与六个球相切，形成密排面密堆积密排面按最紧密方式叠起来形成的三维结构称为密堆积。
六脚密堆积密排面按AB\AB\AB…堆积立方密堆积密排面按ABC\ABC\ABC…排列5、晶体对称性及分类：对称性的定义晶体绕某轴旋转或对某点反演后能自身重合的性质对称面对称中心旋转反演轴8种基本点对称操作14种布拉菲晶胞32种宏观对称性7个晶系6、描述晶体性质的参数：配位数晶体中一个原子周围最邻近原子个数称为配位数。
固体物理知识点总结
固体物理知识点总结1. 固体的结构固体的结构是固体物理研究的重要内容之一。
固体的结构可以分为晶体结构和非晶体结构两类。
晶体是指固体物质中原子、离子或分子按照一定规则有序排列的结构，具有长程有序性。
晶体的周期性结构使其具有一些特殊的性质，如晶格常数和晶胞结构等。
晶体的结构可以根据晶体的对称性将晶系分为七类：三斜晶系、单斜晶系、单轴晶系、三方晶系、四方晶系、立方晶系和六方晶系。
非晶体是指固体中原子、离子或分子无序排列的结构，没有明显的周期性，具有短程有序性。
2. 固体的热力学性质固体的热力学性质是指固体在温度、压力等条件下的热力学行为。
其中包括固体的热容、热导率、热膨胀系数等热力学性质。
固体的热容是指单位质量的固体物质吸收或释放的热量与温度变化之间的关系。
固体的热导率是指单位时间内，单位面积和单位温度梯度下热量的传导速率。
固体的热膨胀系数是指单位体积的固体物质在温度变化时体积的变化与温度变化之间的关系。
3. 固体的光学性质固体的光学性质是指固体对光的吸收、散射和折射等性质。
固体的光学性质与其结构和原子（分子）的能级结构有关。
固体物质中的原子和分子会吸收特定波长的光子，产生特定的光谱线。
固体的折射率是指光在固体中传播时的光线偏折情况，也称为光线传播速度与真空中的光速之比。
4. 固体的电学性质固体的电学性质包括固体的导电性、介电常数、电阻率等。
固体的导电性是指固体对电流的导通能力。
固体的介电常数是指固体在外电场作用下的电极化程度。
固体的电阻率是指固体对电流的阻碍程度。
5. 固体的磁学性质固体的磁学性质是指固体在外磁场下的磁化行为。
固体物质中的原子和分子会在外磁场下产生磁化。
固体的磁学性质与其结构和原子（分子）的磁矩分布有关。
固体的磁化率是指固体在外磁场下的磁化程度。
固体物理是物理学中一个重要而广泛的研究领域，涉及的内容十分丰富和复杂。
本文仅对固体物理的基本知识点进行了简要的介绍和总结，希望能够为读者的学习和研究提供一些帮助。
固体物理知识点
第一章 总结1 晶格的周期性晶体的特征是内在结构的长程有序。
基元是晶体的周期性结构单元，布拉伐格子反映晶格的周期性。
晶体结构＝基元＋布拉伐格子。
原胞是一个平行六面体，它只含一个布拉菲格点。
原胞中的原子排布给出基元，而其三个棱反映了周期性。
原胞只含一个原子的是简单格子，否则是复式格子。
晶胞（单胞）也是一个平行六面体，它不但反映周期性，也反映晶体的对称性，它不一定是晶体的最小重复单元。
常见晶格结构的布拉菲格子、原胞及晶胞。
简单立方、面心立方、体心立方、六角密排、金刚石、NaCl 、CsCl 、ZnS 、等等 2 晶向指数和晶面指数晶向指数［l 1l 2l 3］是标志晶列方向的；晶面指数（h 1h 2h 3）是标志晶面方位的。
以晶胞基矢a,b,c 为坐标系给出的晶面指数（hkl ）称为密勒指数。
这些指数都分别是互质整数，指数简单的晶列或晶面是最重要的。
3 倒格子与布里渊区定义：对于一个特定晶格，根据原胞基矢a 1，a 2，a 3，可以定义三个新的矢量 1232()π=⨯Ωb a a ，2312()π=⨯Ωb a a ，3122()π=⨯Ωb a a ，其中123()Ω=∙⨯a a a我们称b 1，b 2，b 3为倒矢量。
以b 1，b 2，b 3为基矢进行平移可以得到一个周期点阵，称为倒易点阵，或倒格子。
因此，b 1，b 2，b 3也叫做倒格子基矢。
性质：正格子基矢与倒格子基矢之间满足2,i=j ij 0 , i j 2={i j ππδ≠∙=a b倒格子原胞体积与正格子原胞体积互为倒数。
正格矢与倒格矢的点积为2π的整数倍。
以晶面族晶面指数为系数构成的倒格矢恰为晶面族的公共法线方向。
晶面族的面间距为2||h h d π=G 布里渊区：倒格子空间某格点与近邻格点连线的垂直平分面所围成的区域。
所有布里渊区的大小相同每个布里渊区只包含一个格点。
4. 晶体的对称性晶体的对称性是指经过某种操作之后晶体自身重合（晶格整体不变）的性质，这种操作就是对称操作，对称操作数目多的晶体称为对称性高。
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一、考试重点
晶体结构、晶体结合、晶格振动、能带论得基本概念与基本理论与知识
二、复习内容
第一章晶体结构
基本概念
1、晶体分类及其特点:
单晶粒子在整个固体中周期性排列
非晶粒子在几个原子范围排列有序(短程有序)
多晶粒子在微米尺度内有序排列形成晶粒,晶粒随机堆积
准晶体粒子有序排列介于晶体与非晶体之间
2、晶体得共性:
解理性沿某些晶面方位容易劈裂得性质
各向异性晶体得性质与方向有关
旋转对称性
平移对称性
3、晶体平移对称性描述:
基元构成实际晶体得一个最小重复结构单元
格点用几何点代表基元,该几何点称为格点
晶格、
平移矢量基矢确定后,一个点阵可以用一个矢量表示,称为晶格平移矢量
基矢
元胞以一个格点为顶点,以某一方向上相邻格点得距离为该方向得周期,以三个不同方向得周期为边长,构成得最小体积平行六面体。
原胞就是晶体结构得最小体积重复单元,可以平行、无交叠、无空隙地堆积构成整个晶体。
每个原胞含１个格点,原胞选择不就是唯一得
晶胞以一格点为原点,以晶体三个不共面对称轴(晶轴) 为坐标轴,坐标轴上原点到相邻格点距离为边长,构成得平行六面体称为晶胞。
晶格常数
ＷＳ元胞以一格点为中心,作该点与最邻近格点连线得中垂面,中垂面围成得多面体称为WS原胞。
ＷS原胞含一个格点
复式格子不同原子构成得若干相同结构得简单晶格相互套构形成得晶格简单格子
点阵格点得集合称为点阵
布拉菲格子全同原子构成得晶体结构称为布拉菲晶格子、
4、常见晶体结构:简单立方、体心立方、面心立方、
金刚石
闪锌矿
铅锌矿
氯化铯
氯化钠
钙钛矿结构
5、密排面将原子瞧成同种等大刚球,在同一平面上,一个球最多与六个球相切,形成密排面密堆积密排面按最紧密方式叠起来形成得三维结构称为密堆积。
六脚密堆积密排面按ＡB\AB\ＡB…堆积
立方密堆积密排面按ＡBC\ＡBＣ＼ABC…排列
5、晶体对称性及分类:
对称性得定义晶体绕某轴旋转或对某点反演后能自身重合得性质
对称面
对称中心
旋转反演轴
8种基本点对称操作
14种布拉菲晶胞
3２种宏观对称性
７个晶系
6、描述晶体性质得参数:
配位数晶体中一个原子周围最邻近原子个数称为配位数。
晶体最大配位数为12,晶体可能配位数12,8,6,４,３,2。
晶列过任意两格点得直线称为晶列
晶向晶列方向
晶向指数
晶面全部格点用一族平行平面包含,该平行平面族称为晶面族,族中每个平面称为晶面
晶面指数晶面在元胞基矢截距得倒数得互质整数组称为晶面指数
密勒指数(hkｌ)晶面在晶胞基矢上截距得倒数得互质整数组称为密勒指数
面间距
面密度
体密度
致密度
解理面对原子晶体,密勒指数简单得晶面族,面间距较大,晶面格点密度大,晶面间结合力较小,容易解理。
对离子晶体,晶面格点密度大且晶面就是电中性得晶面容易解理
7、倒格子:
定义倒格子就是晶格点阵在波矢空间得傅立叶变换
倒格子基矢
倒格矢
布里渊区以任意倒格点为原点,作所有倒格矢得垂直平分面将倒格子空间分成得一
系列区域,称为布里渊区
●理论公式
1、布拉菲点阵分布函数？??
2、倒格矢
３、倒格子基矢与正格子关系式
4、晶面指数(57—６0)、密勒指数(61)、晶面间距(6５－66)、晶面原子密度得计算?????
●图形与关系曲线
1、简单立方(配位数、元胞、元胞基矢、晶胞、晶胞基矢、不同晶面上格点分布、倒格子
基矢、第一布里渊区)
2、
3、
2、体心立方(配位数、元胞、元胞基矢、晶胞、晶胞基矢、不同面上格点分布、倒格子基矢、第一布里渊区)
4、面心立方(配位数、元胞、元胞基矢、晶胞、晶胞基矢、不同面上格点分布、倒格子基
矢、第一布里渊区)
5、6、
7、
8、(115-１2０)
４、金刚石结构(最小结构单元、配位数、元胞、晶胞、晶胞基矢、不同面格点分布、倒格子基矢、第一布里渊区)
第二章晶体结合
基本概念
1、两粒子间排斥力及其性质
两粒子间吸引力及其性质
两粒子间总相互作用力及其特点
2、两粒子间相互作用势能
3、
晶体总相互作用能
晶体结合能绝对零度下,忽略粒子零点振动能,晶体粒子最小总相互作用势能等于晶体结合能
4、离子键及特点
5、
马德隆常数
6、共价键得形成及其特点两个原子各出一个电子,在两个原子核之间形成较大电子云密
度被两个原子共用、自旋相反配对得电子结构
7、
极性共价键形成及其特点共用电子对偏向负电性大得原子得共价键
６、金属键形成及其特点金属原子结合成金属晶体时,价电子脱离原子成为晶格共有电子,原子成为正离子实,共有化电子与离子实库仑引力构成金属键
7、范德瓦耳斯键形成及其特点
原子负电性
原子电离能基态原子失去一个电子成为正离子所需能量
原子亲与能基态原子俘获一个电子成为负离子时释放得能量
8、原子负电性与晶体结构关系
9、
10、SＰ3、SＰ2、SP轨道杂化得形成及其性质原子S、P轨道波函数杂化形成得波函数给出得电子几率分布称为杂化轨道。
●理论公式
1、两粒子间相互作用能得一般形式
２、两粒子间相互作用力得一般形式
3、晶体体积弹性模量
4、原子负电性计算式
●图形与关系曲线
1、两粒子相互作用势能
2、两粒子相互作用力
３、SＰ3杂化轨道示意图
第三章晶格振动
●基本概念
1、一维单原子晶格振动及其特点
2、一维双原子晶格振动及其特点
3、简谐近似原子绕格点弹性振动(谐振),振动位移与弹性力成正比
4、最近邻近似
５、周期性边界条件
6、格波
8、格波波矢、波矢空间、
波矢密度
第一布里渊区波矢个数
9、
8、色散关系圆频率－波长关系
群速度
相速度原子振动状态用格波位相描述,波速等于振动位相传播速度,称为相速度
10、光学支格波
11、
声学支格波
长纵光学波、长纵声学波基元中两个原子相反振动,形成长光学波
10、振动模式数每个波矢对应一个声学波圆频率与一个光学波圆频率。
N个元胞一维双原子晶格共有2Ｎ个独立振动模式(自由度)。
11、振动模式数与晶体结构得关系
11、声子晶格振动能量得“量子”
声子准动量
声子统计分布一定温度下,晶体中能量为得平均声子数由玻色-爱因斯坦统计给出, 平均声子数
12、振动模式密度
１2、正则变换
独立振动模式得正交性、
完备性周期性边界条件下,所有得晶格振动模式构成正交、完备集
态空间
理论公式
1、一维格波、
二维格波
三维格波解
2、一维、二维、三维晶格周期性边界
3、三维晶格振动总能量表达式及其意义
４、晶格振动模式密度定义
５、一维、二维、三维晶格振动模式密度计算
●图形与关系曲线
１、一维单原子晶格色散关系曲线
2、一维双原子晶格色散关系曲线
第四章晶体能带
●基本概念
1、单电子近似(包括:绝热近似假设相对于电子运动速度,离子实近似固定在格点上不动。
平均场近似假设每个价电子所处得周期场相同,与其它价电子、离子实得库仑相互作用只与该价电子位置有关
周期性势场近似若单电子势具有晶格平移周期性,晶体价电子得定态薛定谔方程求解转化为晶格周期场中单电子薛定谔方程求解)
２、电子共有化运动、晶体电子、能带电子波包代表得电子称为能带电子
3、布洛赫定理
布洛赫波得物理意义
4、周期性边界条件
５、电子波矢
、波矢空间、波矢空间密度、电子能态(状态)密度
6、能带共有化电子能量本征值,不同波矢对应得能量值(能级)得集合,称为能带
禁带(能隙)、满带、空带、导带能量最低得空带、价带能量最高得满带、近满带、半满带、能带底、能带顶、能带宽度
7、准经典近似、波包
8、电子平均速度能带电子波包群速度定义为能带电子得平均速度
电子加速度
９、电子有效质量及其物理意义
电子有效质量概括了周期场对电子得作用,使外场下能带电子得运动,可用服从牛顿运动定律、具有有效质量得“赝电子”来描述。
能带底电子有效质量
能带顶电子有效质量
10、导体、绝缘体、半导体得能带图
11、固体导电性特点及其能带论解释
11、空穴及物理意义电场作用下,缺1个电子得能带中其余2N-1个电子对电流得贡献等效为1个带正电子电量粒子得贡献,这个粒子称为空穴
、空穴电荷量、空穴有效质量
●理论公式
1、一维晶格、二维晶格、三维晶格得状态(能态)密度
2、布洛赫波函数
3、电子、空穴平均速度
4、电子、空穴有效质量
5、晶体电子在外场作用下得牛顿第二定律
6、单电子近似下得薛定谔方程
●图形与关系曲线
1、电子能带得四种不同表示方法
2、
2、导体、半导体、绝缘体能带
三、试卷结构
共七大题
1、填空题(２0空,共20分)
２、画图及计算(10分)
3、概念解释题(共5个概念,1０分)
4、画图及计算(1５分)
5、论述题(10分)
6、画图及论述(1５分)
７、运用公式计算(20分)
满分:１00分
四、成绩构成
期末考试成绩80％,平时成绩20%
特点:1、考试题目体现不同章节内容得连续
2、对所学内容得准确掌握
补充:第一章PPT68改错
第一章PＰT７5说明。