固体物理专讲义业术语

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固体物理名词解释

固体物理名词解释

一.名词解释倒格子空间:指由倒易点阵基矢所张的空间,又叫倒易空间。

其中每个倒格子基矢与正格子的一个基矢的模成反比且与另外两个正格矢正交。

配位数:直接同中心离子(或原子)配位的异性离子(或原子)的数目。

声子:晶格振动的简正模能量量子。

能带:晶体中由于电子的共有化使本来处于同一能量状态的电子产生微小差异,与此对应的能级扩展为准连续的能级而形成能带。

几何结构因子:原胞内所有原子在某一方向上引起的散射波的总振幅与某一电子在该方向上所引起的散射波的振幅之比。

弗仑克尔缺陷:是指晶体结构中格点粒子离开格点位置,成为间隙粒子,并在原格点处留下空位,这样的空位-间隙对就称为弗仑克尔缺陷。

肖特基缺陷:由于晶体中格点粒子热运动到表面,在原来位置留下空位,所形成的缺陷。

布里渊区:在倒易点阵中,取任意格点为原点,被倒格矢的垂直平分面(布拉格面)包围的、围绕着原点的最小区域称为F.B.Z(第一布里渊区)。

费米能:在绝对零度时,处于基态的单个费米子的最高能量。

费米能级:费米能级是绝对零度下电子占据态的最高能级。

费米面:波矢空间中能量为费米能的点所构成的曲面。

晶格:晶体中原子周期性排列的具体形式。

原胞:指一个晶格最小的周期性单元。

习惯上原胞常取以基矢为棱边的平行六面体。

态密度:单位能量间隔内的电子态数目。

波函数:量子力学中用来描述粒子的德布罗意波的函数。

格波:晶格中的原子振动是以角频率为ω的平面波形式存在的,这种波就叫格波。

二、论述题1、电子能带理论对认识金属、绝缘体和半导体等材料本质的意义。

能带理论是用量子力学的方法研究固体内部电子运动的理论。

是于20世纪初期,在量子力学确立以后发展起来的一种近似理论。

它曾经定性地阐明了晶体中电子运动的普遍特点,并进而说明了导体与绝缘体、半导体的区别所在,解释了晶体中电子的平均自由程问题。

自20世纪六十年代,电子计算机得到广泛应用以后,使用电子计算机依据第一原理做复杂能带结构计算成为可能。

能带理论由定性发展为一门定量的精确科学。

固体物理中一些名词的解释

固体物理中一些名词的解释

声子声子就是“晶格振动的简正模能量量子。

”英文是phonon。

在固体物理学的概念中,结晶态固体中的原子或分子是按一定的规律排列在晶格上的。

在晶体中,原子间有相互作用,原子并非是静止的,它们总是围绕着其平衡位置在作不断的振动。

另一方面,这些原子又通过其间的相互作用力而连系在一起,即它们各自的振动不是彼此独立的。

原子之间的相互作用力一般可以很好地近似为弹性力。

形象地讲,若把原子比作小球的话,整个晶体犹如由许多规则排列的小球构成,而小球之间又彼此由弹簧连接起来一般,从而每个原子的振动都要牵动周围的原子,使振动以弹性波的形式在晶体中传播。

这种振动在理论上可以认为是一系列基本的振动(即简正振动)的叠加。

当原子振动的振幅与原子间距的比值很小时(这在一般情况下总是固体中在定量上高度正确的原子运动图象),如果我们在原子振动的势能展开式中只取到平方项的话(这即所谓的简谐近似),那么,这些组成晶体中弹性波的各个基本的简正振动就是彼此独立的。

换句话说,每一种简正振动模式实际上就是一种具有特定的频率ν、波长λ和一定传播方向的弹性波,整个系统也就相当于由一系列相互独立的谐振子构成。

在经典理论中,这些谐振子的能量将是连续的,但按照量子力学,它们的能量则必须是量子化的,只能取hω的整数倍,即En=(n+1/2)hν(其中1/2hν为零点能)。

这样,相应的能态En就可以认为是由n个能量为hν的“激发量子”相加而成。

而这种量子化了的弹性波的最小单位就叫声子。

声子是一种元激发。

因此,声子用来描述晶格的简谐振动,是固体理论中很重要的一个概念。

声子是简谐近似下的产物,如果振动太剧烈,超过小振动的范围,那么晶格振动就要用非简谐振动理论描述。

声子并不是一个真正的粒子,声子可以产生和消灭,有相互作用的声子数不守恒,声子动量的守恒律也不同于一般的粒子,并且声子不能脱离固体存在。

声子只是格波激发的量子,在多体理论中称为集体振荡的元激发或准粒子。

固体物理名词解释总结

固体物理名词解释总结

固体物理名词解释总结固体物理是研究固体物质性质及其在物理学和工程中的应用的学科领域。

以下是一些常见的固体物理名词和解释:1. 纹波结构(Wavestructure):固体物质中存在的周期性排列的结构,如晶格结构或周期性的自旋排列。

2. 晶体(Crystal):具有有序的三维排列的原子、分子或离子的固体物质。

晶体具有定向性和周期性。

3. 非晶体(Amorphous):没有长程有序结构的固体物质。

非晶体具有随机的结构排列。

4. 晶格(Lattice):晶体中原子、分子或离子的周期性排列。

晶格是晶体性质的基础。

5. 倍半径(Ionic Radius):离子半径的测量。

离子半径是指正负电荷中心到离子外部电子排布边缘的距离。

6. 位错(Dislocation):晶体中存在的原子排列异常或错位的部分。

位错对材料的力学性质和导电性质起着重要作用。

7. 赝势(Pseudopotential):一种近似描述原子中电子-核子相互作用的计算方法。

赝势可以简化计算,提高计算效率。

8. 激子(Exciton):由于电子与空穴之间的库伦相互作用形成的粒子。

激子可以通过吸收或发射光子来转换能量。

9. 能带(Energy band):固体物质中电子能量的禁闭区域。

能带理论用来解释导体、绝缘体和半导体的性质。

10. 考虑自旋(Spintronics):一种利用电子的自旋来储存和传输信息的技术。

与传统电子学不同,考虑自旋可以提供更高的信息存储密度和更低的功耗。

以上是一些常见的固体物理名词的解释,这个领域还有很多其他的名词和概念。

固体物理名词解释

固体物理名词解释
6.Please say a few sentences to interpret origin of band gap in crystal.
7.Please say a few senten ces to describe the differe nces of metals, semic on ductors and in sulators by band theory, and draw their typical band structures.
extrinsic semiconductors:杂质半导体 ,在本征半导体中掺入 某些微量元素作为杂质,可使半导体的导电性发生显著变化。
n type semiconductor:n型半导体 ,也称为电子型半导体。 自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。
p type semiconductor:p型半导体 ,也称为空穴型半导体。空 穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体。
基元:basis ,可形成晶体的最小结构单元,可以是一个原子或 一组原子.
原胞:primitive unit cell,由初基晶轴a1 a2 a3所确定的平 行六面体,称为原胞.
点群:point group,是指一个晶体中所有点对称元素的集合
空间群:space group,晶体内部结构中全部对称元素的集合.
晶格:lattice,由原子或原子团周期性排列组成,可以在空间中 无限延伸.
格点:lattice point ,在空间中具有相同环境的点.
密堆:close packing ,也称最密堆积,是原子的一种排列方式, 在最密堆积中,许多等径球并置在一起,其空间利用率达到最大。
配位数: coordination number (CN),中央原子相邻原子的总数.

固体物理期末复习资料名词解释

固体物理期末复习资料名词解释

固体物理期末复习资料名词解释固体物理1、费米面Fermi Surface波矢空间中,能量为费米能的等势面称为费米面。

2、布拉菲格子Bravais Lattice格点代表结构中相同的位置,即等同点。

格点在空间周期性排列的总体连成的网格成为布拉菲格子。

3、初基原胞Primitive Unit Cell布拉菲格子的基矢所形成的平行六面体的区域4、惯用原胞Conventional Unit Cell是最小重复单元的几倍,既反映了周期性,又反映了晶体的“点对称性”5、晶体限制原理Crystallographic restriction theorem晶体宏观对称性中有以下八种基本的点对称操作:1,2,3,4,6 n度旋转对称轴,i反演中心,m反应面和4度像转轴。

没有5度旋转对称轴6、32个点群7、7个晶系8、倒格子Reciprocal Lattice由晶面族间距和法向确定的矢量K h=h1b1+h2b2+h3b3其中b1=2π(a2×a3)/[a1·(a2×a3)]b2=2π(a3×a1)/[a2·(a3×a1)]b3=2π(a1×a2)/[a3·(a1×a2)];h1,h2,h3为晶面(h1,h2,h3)与坐标系交点的坐标值的倒数a1,a2,a3为布拉菲格子的基矢9、长方格子的倒格矢Rectangular Reciprocal Latticeb1=e x2π/a b2=e y 2π/b10、正方格子的倒格矢Square Reciprocal Latticeb1=e x2π/a b2=e y 2π/a11、简立方的晶面距离d hkl=a/√(h2+k2+l2)其中a为晶格常数,h,k,l为晶面(h,k,l)与坐标系交点的坐标值的倒数12、布拉格定律Derivation of Bragg’s Law用公示表达为2dsinθ=nλ其中d为晶面族的晶面间距θ为入射光与平面的夹角,又称为布拉格角λ为入射光的波长表示了当波程差为入射光波长的整数倍的时候,衍射加强,若已知λ和θ就可以求出晶面间距d13、劳厄方程Von Laue’s Theories在坐标空间中,r·(S-S0)=μλ其中r为晶体中任意原子的格矢S为衍射线方向的单位矢量S0为入射线方向的单位矢量表示当波程差等于波长的整数倍时衍射加强,可以通过入射、衍射加强方向和入射波长求格点间距14、五种键及其解释Bonding in Solids离子键(ionic bonds)通过一个原子的一个或多个电子转移到另一个原子形成共价键(covalent bonds)两个原子共享一对电子形成金属键(metallic bonds)在整个晶体中带正电的离子间共享价电子形成分子键(Von Waals bonds)两个原子或分子间通过电子的关联形成氢键(hydrogen bonds)氢原子与负电性的原子间的化学键15、晶体结合能Cohesive Energy of a Crystal自由粒子结合成晶体过程中释放出的能量,或把晶体拆成一个个的自由粒子所需的能量。

固体物理名词解释和简答题(最精)

固体物理名词解释和简答题(最精)

固体物理名词解释和简答题(最精)
能带理论认为,固体中的电子运动在晶格周期性势场下,形成了能量带,其中填满电子的能量带称为价带,未填满电子的能量带称为导带。

导带和价带之间存在禁带,即能量差距。

电子在禁带中无法存在,只有在克服一定能量障碍后才能跃迁到导带中。

这种电子跃迁是导致固体导电、导热等性质的基础。

能带理论可以解释半导体、导体和绝缘体的性质,以及光学和磁学等现象。

它也为材料设计和开发提供了理论基础。

在紧束缚模型中,电子的能量与孤立原子中的能量相似,因为电子在原子附近的几率很大,远离原子的几率很小。

在孤立原子中,电子的能量是一负值,主要由s态的能量决定,而-J(0)和J1是小量,也是负值。

当价电子的浓度增加时,费密球的半径也会增加,高能量的电子数量也会增加,因此价电子的平均动能也会增加。

由于
费密球越大,对导电有贡献的电子数量也就越多,所以该金属的电导率也就越高。

简正振动模式是指晶体中原子的振动方式,使得所有原子的振动都是相同的,没有相互干扰。

简正振动数目、格波数目和格波振动模式数目都是指晶体中简正振动模式的数量,它们是相同的概念。

固体物理名词解释总结(一)

固体物理名词解释总结(一)固体物理名词解释前言固体物理是研究固体物质的性质和行为的科学领域。

在这个领域中,有许多重要的名词需要理解和解释。

本文将对一些固体物理的重要名词进行解释和总结,以帮助读者更好地理解和掌握固体物理知识。

正文1. 晶体结构•定义:晶体结构是指固体物质中原子、分子或离子的排列方式和几何形状。

•类型:晶体结构可分为离子晶体结构、共价晶体结构和金属晶体结构等。

•特点:晶体结构具有高度的有序性和规则性,能够产生许多固体物质的特殊性质。

2. 晶格•定义:晶格是指固体物质中原子、分子或离子排列成的空间格子。

它以几何点和连接线的方式描述固体的排列规律。

•特点:晶格具有周期性和对称性,能够导致固体物质的周期性性质。

3. 晶体缺陷•定义:晶体缺陷是指晶体结构中不完整的部分,包括点缺陷、线缺陷和面缺陷等。

•分类:常见的晶体缺陷有空位缺陷、替代缺陷和插入缺陷等。

•影响:晶体缺陷能够影响固体物质的电导率、机械性质和光学性质等。

4. 晶体生长•定义:晶体生长是指固体物质从溶液、气相或熔融状态中结晶生成晶体的过程。

•方法:晶体生长的方法包括溶液法、气相法、熔融法等。

•应用:晶体生长在材料制备、化学传感器和光电器件等领域具有重要的应用价值。

5. 界面•定义:界面是指两个不同相之间的接触面。

在固体物理中,界面可以是晶界、颗粒界面、相界面等。

•特性:界面的性质能够影响固体物质的界面扩散、晶体生长和相变等过程。

•研究:界面科学是固体物理研究中的一个重要领域,具有广泛的应用前景。

结尾通过本文的解释和总结,我们对固体物理中一些重要的名词有了更深入的了解。

固体物理是一个复杂而有趣的领域,期望本文能够帮助读者更好地理解和应用固体物理知识。

在学习和研究固体物理时,我们应该注重理论与实践的结合,不断探索和创新。

6. 晶体格振动•定义:晶体格振动是指晶体中原子或离子在其晶格位置周围振动的现象。

•特点:晶体格振动能够影响固体的热传导、热膨胀和声学性质等。

固体物理名词解释和简答题

固体物理名词解释和简答题嘿,朋友!今天咱就来好好唠唠固体物理那些事儿!啥是固体物理呢?简单来说,固体物理就像是探索物质世界里固体这个奇妙领域的一把钥匙!比如说,晶体就是固体物理里的一个重要概念,就好比是一座结构精巧的大厦,有着规整的排列和独特的性质。

固体物理里还有晶格呢!晶格就好像是一个神奇的网格,把固体里的原子啊、离子啊啥的都给有序地排列起来。

想象一下,这不就像是给一群调皮的小朋友排好了整齐的队伍嘛!
再来说说能带,这玩意儿可有意思啦!它就像是给固体里的电子开辟的一条条特殊通道,电子可以在里面欢快地跑来跑去。

比如说半导体,它的能带结构就决定了它独特的导电性能。

这就好比是一条路,有的地方宽敞好走,有的地方就有点窄啦。

那简答题来了哈!为啥晶体有固定的熔点呢?嘿,这可太有趣了!因为晶体的晶格结构很稳定呀,要打破这种稳定需要特定的能量,这不就表现为固定的熔点嘛!就像你要打破一个坚固的堡垒,得用足够的力量才行。

还有啊,固体物理在现实生活中有啥重要应用呢?那可多了去了!像电子器件的制造,没有固体物理的知识怎么行呢?这不就跟盖房子没有砖头一样嘛!还有材料科学,通过研究固体物理,我们可以让材料变得更强、更好、更有用!
固体物理真的是太神奇、太重要啦!它就像是打开科学宝库的一把钥匙,让我们能深入了解固体世界的奥秘。

所以啊,咱可得好好研究固体物理,去探索更多的未知和精彩呀!。

固体物理名词解释

固体物理名词解释第一章1.晶体-----内部组成粒子(原子、离子或原子团)在微观上作有规则的周期性重复排列构成的固体。

晶体就是内部组成粒子周期性排列的固体。

晶体结构——晶体结构即晶体的微观结构,是指晶体中实际质点(原子、离子或分子)的具体排列情况。

金属及合金在大多数情况下都以结晶状态使用。

晶体结构是决定固态金属的物理、化学和力学性能的基本因素之一。

质点排列情况2.晶体的通性------所有晶体具有的共通性质,如自限性、最小内能性、锐熔性、均匀性和各向异性、对称性、解理性等。

3.单晶体和多晶体-----单晶体的内部粒子的周期性排列贯彻始终;多晶体由许多小单晶无规堆砌而成。

4.基元、格点和空间点阵------基元是晶体结构的基本单元,格点是基元的代表点,空间点阵是晶体结构中等同点(格点)的集合,其类型代表等同点的排列方式。

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组晶面间距相等的点格平面。

5.原胞、WS原胞-----在晶体结构中只考虑周期性时所选取的最小重复单元称为原胞;WS原胞即Wigner-Seitz原胞,是一种对称性原胞。

6.晶胞-----在晶体结构中不仅考虑周期性,同时能反映晶体对称性时所选取的最小重复单元称为晶胞。

7.原胞基矢和轴矢----原胞基矢是原胞中相交于一点的三个独立方向的最小重复矢量;晶胞基矢是晶胞中相交于一点的三个独立方向的最小重复矢量,通常以晶胞基矢构成晶体坐标系。

8.布喇菲格子(单式格子)和复式格子------晶体结构中全同原子构成的晶格称为布喇菲格子或单式格子,由两种或两种以上的原子构成的晶格称为复式格子。

9.简单格子和复杂格子(有心化格子)------一个晶胞只含一个格点则称为简单格子,此时格点位于晶胞的八个顶角处;晶胞中含不只一个格点时称为复杂格子,其格点除了位于晶胞的八个顶角处外,还可以位于晶胞的体心(体心格子)、一对面的中心(底心格子)和所有面的中心(面心格子)。

固体物理名词解释与简答修订版

固体材料的分类:晶体和非晶体;理想晶体中原子排列是十分有规则的,主要体现是原子排列具有周期性,或者称为长程有序的。

而非晶体则不具有长程的周期性。

还有准晶体。

⏹晶格就是原子排列的具体形式⏹密堆积就是每个原子都与其周围的原子相切⏹反映周期性:原胞-原胞-初始原胞-固体物理学原胞;反映周期性和对称性:单胞-晶胞-惯用原胞-结晶学原胞⏹晶格分为简单晶格和复式晶格,复式晶格的每一个原胞包含两种或更多的原子。

表征复式格子周期性⏹表征复式晶格的周期性:复式晶格由简单原胞的套构平移组成⏹宏观基础对称素:1,2,3,4,4,6,i,m可构成空间230种点群,构成七大晶系,14种布拉伐格子。

⏹七大晶系:⏹结合能:把分散的原子(离子或分子)结合成为晶体,在这个过程中,将有一定的能量W释放出来,称为结合能,则-W为分散原子结合成晶体后系统的内能。

⏹离子晶体:晶体中正、负离子库仑引力形成的结合力称为离子键,依靠离子键结合形成的晶体称为离子晶体。

⏹共价结构: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、自旋相反配对的电子结构。

⏹金属键:处于凝聚状态的金属原子,将它们的价电子贡献出来,作为整个原子基体的共有电子。

失去了价电子的金属原子成为正离子,嵌镶在这种电子云中,并依靠与这些共有化的电子的静电作用而相互结合,这种结合方式就称为金属键。

⏹热容量就是热运动在宏观性质上最直接的表现。

⏹布拉伐格子:每个格点周围完全一样的格子是布拉伐格子,只包含一个格点的格子是布拉伐格子,布拉伐格子是晶体中能够反映晶胞的最小重复结构单元⏹晶体的晶向:在布拉伐格子中作一簇平行的直线,这些平行直线可以将所有的格点包括无遗,这些平行直线称为晶体的晶列。

在一个平面里,相邻晶列之间的距离相等。

每一簇晶列定义了一个方向,称为晶向。

⏹晶体的晶面:在布拉伐格子中作一族平行的平面,这些相互平行、等间距的平面可以将所有的格点包括无遗,这些相互平行的平面称为晶体的晶面。

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负电性 Electronegativity 共价结合 Covalent binding
共价键 Covalent bond 共价晶体 Covalent crystals 共价键的饱和 Saturation of covalent bonds
光学模 Optical modes 光学支 Optical branch
反演 Inversion 分子晶体 Molecular Crystal
切变模量 Shear module 双原子链 Diatomic linear chain
介电常数 Dielectric constant 化学势 Chemical potential
内能 Internal energy
分布函数 Distribution function 夫伦克耳缺陷 Frenkel defect
布里渊散射 Brillouin scattering
正格子 Direct lattice 正交晶系 Orthorhombic crystal system
正则振动 Normal vibration 正则坐标 Normal coordinates 立方晶系 Cubic crystal system 立方密堆积 Cubic close-packed 四方晶系 Tetragonal crystal system
元素晶体 Element crystal 元素的电负性 Electronegativities of elements 元素的电离能 Ionization energies of the elements 元素的内聚能 Cohesive energies of the elements
六方密堆积 Hexagonal close-packed 六方晶系 Hexagonal system
导带 Conduction band 自扩散 Self-diffusion 有效质量 Effective mass
有效电荷 Effective charges 弛豫时间 Relaxation time 弛豫时间近似 Relaxation-time approximation 扩展能区图式 Extended zone scheme 自由电子模型 Free electron model
自由能 Free energy 杂化轨道 Hybrid orbit
纯金属 Ideal metal 体心立方 Body-centered cubic
体心四方布喇菲格子
Body-centered tetragonal Bravais lattices 卤化碱晶体 Alkali-halide crystal 劳厄衍射 Laue diffraction 间隙原子 Interstitial atom 间隙式扩散 Interstitial diffusion 肖特基缺陷 Schottky defect
二维晶格 Two-dimensional crystal lattice 二度轴 Twofold axis
二度对称轴 Twofold axis of symmetry 几何结构因子 Geometrical structure factor
三斜晶系 Triclinic system 三方晶系 Trigonal system 三斜晶系 Triclinic system 刃位错 Edge dislocation 小角晶界 Low angle grain boundary 马德隆常数 Madelung constant
比热 Specific heat 中子散射 Neutron scattering
布喇菲格子 Bravais lattice 布洛赫函数 Bloch function 布洛赫定理 Bloch theorem 布拉格反射 Bragg reflection
布里渊区 Brillouin zone 布里渊区边界 Brillouin zone boundary
对称操作 Symmetry operation 对称群 Symmetric group
正交化平面波 Orthogonalized plane wave 电子-晶格相互作用 Electron-lattice interaction
电子热容量 Electronic heat capacity 电阻率 Electrical resistivity 电导率 Conductivity
功函数 Work function
长程力 Long-range force 立方晶系 Cubic system 平面波方法 plane wave method 平移对称性 Translation symmetry 平移对称操作 Translation symmetry operator 平移不变性 Translation invariance 石墨结构 Graphite structure 闪锌矿结构 Blende structure
电子亲合势 Electron affinity 电子气的动能 Kinetic energy of electron gas
电子气的压力 Pressure of electron gas 电子分布函数 Electron distribution function
电负性 Electronegativity 电磁声子 Electromagnetic phonon
光散射 Light scattering 红外吸收 Infrared absorption
压缩系数 Compressibility 扩散系数 Diffusion coefficient 扩散的激活能 Activation energy of diffusion
共价晶体 Covalent Crystal 价带 Valence band
精品
固体物理专业术语
一维晶格 One-dimensional crystal lattice 一维单原子链 One-dimensional monatomic
一维双原子链 One-dimensional diatomic chain 一维复式格子One-dimensional compound lattice
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