第一章 固体物理绪论分解
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固体物理第1章
第一章
晶体结构
非初级晶胞
例如有一个二维晶体如下图:
b
2 b 3
1
3 1 a 4 2
初 级 晶 胞
a
第一章
晶体结构
由基矢构成的平行六面体 必定是初基晶胞， 必定是初基晶胞，每个初基 晶胞中必定只包含一个阵点。 晶胞中必定只包含一个阵点。
第一章
晶体结构
对于一个点阵，初基晶胞的选 取不是唯一的，无论初基晶胞的 形状如何，初基晶胞的体积是唯 一的，体积就等于基矢构成的平 行六面体的体积： V = （a× b）. c
第一章
晶体结构
点阵是在空间规则地排列着 的点的列阵。它是晶体结构中等 同点的几何抽象，从点阵中的任 一个阵点去观察，周围的阵点的 分布情况和方位是一样的。
第一章
晶体结构
点阵是为了描写晶体结构的周期性从 具体晶体中抽象出来的一系列规则排列 的点的列阵，基元是组成晶体的具体的 原子或原子团，是实实在在的物理实体， 基元以相同的方式，即在点阵的阵点上 进行重复才能得到晶体结构，这可以归 纳为一个公式：
转动轴、对称心、镜面等 这些几何元素，即进行对称 操作所依靠的几何元素称为 对称元素 种动作，只有当晶体存在对称元 素时才能进行对称操作，对称操 作只有与对称元素相联系才可能 进行，它们是相互关联的，对称 元素的存在只有依靠对称操作才 能证实。
第一章
晶体结构
绪 论
理想晶体在各处应遵从同一的 周期性， 周期性，即在边界上的原子也应 有这样的周期性。 有这样的周期性。但实际晶体边 界上的原子与内部原子的周期性 是不一样的。 是不一样的。因此理想晶体应该 是无边界的其周期性是无限延伸 不会在任何地方终止。 的，不会在任何地方终止。
绪 论
第一章固体物理课件U
激光产生
通过受激辐射使光子在固体中放大并产生相干光。
光电子学的基本原理
光电效应
光子与固体中的电子相互作用，使电子获得能量并从固体表面逸 出。
光子吸收
固体吸收光子后，电子从低能级跃迁到高能级。
光子发射
固体中的电子从高能级跃迁到低能级时释放出光子。
光电子学的应用与发展
太阳能电池
利用光电效应将太阳能 转换为电能。
能带理论的计算方法
01
02
03
04
近自由电子近似
假设电子在固体中的运动接近 于自由电子，通过微扰理论计
算能带结构。
紧束缚近似
假设电子被束缚在原子附近， 通过原子轨道线性组合方法计
算能带结构。
正交化平面波方法
将电子波函数表示为平面波和 周期函数的乘积，通过求解薛
定谔方程计算能带结构。
赝势方法
用有效势代替真实的原子势， 简化能带结构的计算过程。
04
固体的光学性质与光电子学
固体的光学常数
折射率
描述光在固体中传播速 度相对于真空中的速度 的比值。
消光系数
表示光在固体中传播时 的衰减程度。
反射相移
光从一种介质反射到另 一种介质时发生的相位 变化。
固体的发光与激光
发光现象
固体受到激发后，电子从高能级跃迁到低能级时释放出的光子。
发光类型
包括荧光、磷光和化学发光等。
磁随机存取存储器（MRAM）
MRAM是一种基于自旋电子学的非易失性存储器件，具有高速读写、无限次擦写、低功 耗等优点，被广泛应用于嵌入式系统、数据中心等领域。
自旋逻辑器件
利用自旋极化电流实现逻辑运算，可以构建出全新的自旋逻辑器件，为未来的量子计算和 光计算提供技术支持。
通过受激辐射使光子在固体中放大并产生相干光。
光电子学的基本原理
光电效应
光子与固体中的电子相互作用，使电子获得能量并从固体表面逸 出。
光子吸收
固体吸收光子后，电子从低能级跃迁到高能级。
光子发射
固体中的电子从高能级跃迁到低能级时释放出光子。
光电子学的应用与发展
太阳能电池
利用光电效应将太阳能 转换为电能。
能带理论的计算方法
01
02
03
04
近自由电子近似
假设电子在固体中的运动接近 于自由电子，通过微扰理论计
算能带结构。
紧束缚近似
假设电子被束缚在原子附近， 通过原子轨道线性组合方法计
算能带结构。
正交化平面波方法
将电子波函数表示为平面波和 周期函数的乘积，通过求解薛
定谔方程计算能带结构。
赝势方法
用有效势代替真实的原子势， 简化能带结构的计算过程。
04
固体的光学性质与光电子学
固体的光学常数
折射率
描述光在固体中传播速 度相对于真空中的速度 的比值。
消光系数
表示光在固体中传播时 的衰减程度。
反射相移
光从一种介质反射到另 一种介质时发生的相位 变化。
固体的发光与激光
发光现象
固体受到激发后，电子从高能级跃迁到低能级时释放出的光子。
发光类型
包括荧光、磷光和化学发光等。
磁随机存取存储器（MRAM）
MRAM是一种基于自旋电子学的非易失性存储器件，具有高速读写、无限次擦写、低功 耗等优点，被广泛应用于嵌入式系统、数据中心等领域。
自旋逻辑器件
利用自旋极化电流实现逻辑运算，可以构建出全新的自旋逻辑器件，为未来的量子计算和 光计算提供技术支持。
固体物理基础复习讲义章课件
固体物理基础复习讲义章
19
晶面指数与晶面间距 关系分析
(1)通常，低指数的面间距 较大，而高指数的晶面间 距则较小
(2)晶面间距愈大该晶面上的原子排列愈密集 晶面间距愈小，该晶面上的原子排列愈稀疏
固体物理基础复习讲义章
20
体心立方和面心立方晶格结构在(100),(110),(111)面上的原子排列
面心立方结构（fcc）: ABCABC 如：Ca，Cu, Al 体心立方结构（bcc）：如：Li, Na, K, Ba 简单立方结构（sc） 金刚石结构：如：金刚石，Si, Ge
晶体结构的基本特征： 原子在三维空间呈周期性排列
固体物理基础复习讲义章
2
二、布拉菲晶格
基元:放置在格点上的原子或原子团称为基元是一个 格点所代表的物理实体 。
晶胞体积是原胞体积的n倍（n是
该结构每个晶胞所含格点数）
面心立方结构晶胞体积=a3
固体物理基础复习讲义章
15
四 晶面与密勒指数
1、晶面的概念 布拉伐格子的格点还可看成分列在平行等距 的平面系上，格点在每个平面上的分布是相同的， 这种平面称为晶面。整个晶格可以看作无数互相 平行等距分布的全同的晶面构成，而晶格的所有 格点都处于这族晶面上。
固体物理基础复习讲义章
7
R
、 R•的从 所端任 以点一就又格是称点格为出点晶发R，格，全平平部移移矢量后端R，，R点必组然成得布出拉另菲一晶格格点。，
固体物理基础复习讲义章
8
三、原胞，晶胞 一个晶格中体积最小的周期性结构单元称原胞。
a2
a1
a2
a1
a2
a2
a1
a2
a1
a1
原胞及基矢的选取——不唯一
《固体物理一绪论》PPT课件
绪论：三、固体物理学及其发展史
与此同时，* Heisenberg, *Wigner, *Mott, *朗道， 夫伦克尔，佩尔斯，*肖特基，*范弗莱克等当时一流 的理论物理学家都曾投入到固体理论的研究中并取得 了丰富的成果。
赛兹1940年出版的《现代固体理论》一书, 标志着固体物理的成熟并形成了固体物理理论 的第一个范式。（建立在对晶体认识的基础上）
5. 光学材料非线性研究 励强华教授
绪论：
四、我院在凝聚态物理领域的研究工作
6. 热电材料研究 胡建民教授、曲秀荣老师 7. 非晶和液体性质的研究 孙民华教授 8. 半导体光电子材料；光催化研究 李林、徐玲玲老师 9. 半导体材料电子结构、输运性质的第一性原理计算
尹海涛教授、牛丽老师
绪论：五、本课程的主要内容
Seitz F, Modern Theory of Solids, McGraw-Hill 1940
绪论：三、固体物理学及其发展史
晶格结构
晶格理论
晶格动力学 晶格热力学
理想晶格
固 体 物
电子理论
实际晶格理论 能带理论 金属中的自由电子气
理
功函数、接触电势等
输运理论 ：电子与晶格的相互作用
固体物理分论 半导体、磁学、超导、非线性光学
绪论：
四、我院在凝聚态物理领域的研究工作
1. 磁性超晶格及多层膜的物理性质研究；光子晶体的磁性研究
王选章教授、付淑芳、李华、周胜老师
2. 半导体纳米材料及其应用；
复合氧化锌超晶格纳米线制备及 TFT研制
张喜田教授、高红教授
3. 光电子技术应用 孙文军教授
4. 量子光学；固体发光
吕树臣教授、孟庆裕、孙江亭老师
第一章 晶体结构与X射线衍射 第二章 晶体的结合 第三章 晶格振动和固体的热学性质 第五章 金属的自由电子理论 第六章 能带理论
第一章 固体物理绪论分解
誉为当代文明的三大支柱。
20
70 年代又把新型材料、信息技术和生物技 术誉为新技术革命的主要标志。
80年代，为超越世界科技水平，我国政府 制订的“863”高新技术计划又把新材料作为 主要研究与发展领域之一。
21
大量事实证明，科学技术的进步离不开材 料科学，因而也就离不开固体化学。
例如: 半导体材料的设计推动了今天的半 导体工业、电子工业、计算机和信息产业；
第九章 材料与材料设计
第二章 玻璃与多晶粉末
可以说，固体化学与固体物理组成现代材料科学的基础
3
主要参考资料
1、固态化学—吕孟凯（山东大学出版社,1996） 2、固态化学导论---苏勉曾 (北京大学出版社,1987) 3、固态化学及其应用---West A R 著,苏勉曾,谢高阳,申 泮文等译(复旦大学出版社,1989) 4、无机材料科学基础--- 陆佩文等编(武汉工业大学出 版社,1996) 5、无机材料物理化学--- 周亚栋编(武汉工业大学出版 社,1994)
其中，溶胶凝胶法及水热与溶剂热合成法是 软化学合成中比较重要的两种方法。
39
软化学合成的原理：
在中低温或溶液中，使反应物在分子状态上均 匀混合，通过生成前驱体或中间体（此反应过程可 以人为控制），最后生成（？）具有指定组成、结 构和形貌的材料。
软化学合成方法广泛应用于发光材料、磁性材 料、金属间化合物、玻璃陶瓷和高温结构材料等。
但是其最为基本内容都应包括以下六个 部分：
17
1、固态物质的合成； 2、固体的组成和结构； 3、固相中的化学反应； 4、固体中的缺陷； 5、固体表面化学； 6、固体的性质与新材料等。
18
第1章 晶体结构
第2章 固体中的键合力
20
70 年代又把新型材料、信息技术和生物技 术誉为新技术革命的主要标志。
80年代，为超越世界科技水平，我国政府 制订的“863”高新技术计划又把新材料作为 主要研究与发展领域之一。
21
大量事实证明，科学技术的进步离不开材 料科学，因而也就离不开固体化学。
例如: 半导体材料的设计推动了今天的半 导体工业、电子工业、计算机和信息产业；
第九章 材料与材料设计
第二章 玻璃与多晶粉末
可以说，固体化学与固体物理组成现代材料科学的基础
3
主要参考资料
1、固态化学—吕孟凯（山东大学出版社,1996） 2、固态化学导论---苏勉曾 (北京大学出版社,1987) 3、固态化学及其应用---West A R 著,苏勉曾,谢高阳,申 泮文等译(复旦大学出版社,1989) 4、无机材料科学基础--- 陆佩文等编(武汉工业大学出 版社,1996) 5、无机材料物理化学--- 周亚栋编(武汉工业大学出版 社,1994)
其中，溶胶凝胶法及水热与溶剂热合成法是 软化学合成中比较重要的两种方法。
39
软化学合成的原理：
在中低温或溶液中，使反应物在分子状态上均 匀混合，通过生成前驱体或中间体（此反应过程可 以人为控制），最后生成（？）具有指定组成、结 构和形貌的材料。
软化学合成方法广泛应用于发光材料、磁性材 料、金属间化合物、玻璃陶瓷和高温结构材料等。
但是其最为基本内容都应包括以下六个 部分：
17
1、固态物质的合成； 2、固体的组成和结构； 3、固相中的化学反应； 4、固体中的缺陷； 5、固体表面化学； 6、固体的性质与新材料等。
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第1章 晶体结构
第2章 固体中的键合力
固体物理第一章
列的，这种至少在微米数量级范围的有序排列，称为长程有序。 晶体分为单晶体和多晶体，多晶体是由许许多多小单晶（晶粒）
构成。对于单晶体，在整个范围内原子都是规则排列的；对于多
晶体，在各晶粒范围内，原子是有序排列的。
二、自限性
晶体具有自发地形成封闭几何多面体的特
性，称之为晶体的自限性。这一特性是晶
体内部原子的规则排列在晶体宏观形态上 的反映。 理想石英晶体
三、各向异性
晶体的物理性质是各向异性的：
1、平行石英的c轴入射单色光，不产生双折射；而沿其它方向入射产生单色光； 2、晶体沿某些确定方位的晶面发生解理的现象：方解石、云母。
由于晶体的物理性质是各向异性的，因此有些物理常数一般不能用一 个数值来表示。例如弹性常数、压电常数、介电常数、电导率等一般 需要用张量来描述。 晶体的各向异性是晶体区别于非晶体的重要特征。
1.2 一些晶格的实例
晶格：晶体中原子排列的具体形式称为晶体格子，简称晶格。 （1）晶体原子规则排列形式不同，则有不同的晶格结构；
（2）晶体原子规则排列形式相同，只是原子间的距离不同，
则它们具有相同的晶格结构。
处理方法：把晶格设想成为原子球的规则堆积
一、正方堆积
把原子视为刚性小球，在二维平面内最 简单的规则堆积便是正方堆积； 任一个球与同一平面内的四个最近邻相 切。 原子球的正方堆积
第一章 晶体结构
第二章 晶体结构测定
第三章 晶格振动
第四章 金属（I）：自由电子
第五章 金属（II）：能带论
第一章(1) 晶体结构
1.1 晶体的共性
1.2 一些晶格的实例 1.3 配位数和致密度
1.4 原子的周期性阵列
1.5 晶格的基本类型
1.6 再总结：布喇菲格子
构成。对于单晶体，在整个范围内原子都是规则排列的；对于多
晶体，在各晶粒范围内，原子是有序排列的。
二、自限性
晶体具有自发地形成封闭几何多面体的特
性，称之为晶体的自限性。这一特性是晶
体内部原子的规则排列在晶体宏观形态上 的反映。 理想石英晶体
三、各向异性
晶体的物理性质是各向异性的：
1、平行石英的c轴入射单色光，不产生双折射；而沿其它方向入射产生单色光； 2、晶体沿某些确定方位的晶面发生解理的现象：方解石、云母。
由于晶体的物理性质是各向异性的，因此有些物理常数一般不能用一 个数值来表示。例如弹性常数、压电常数、介电常数、电导率等一般 需要用张量来描述。 晶体的各向异性是晶体区别于非晶体的重要特征。
1.2 一些晶格的实例
晶格：晶体中原子排列的具体形式称为晶体格子，简称晶格。 （1）晶体原子规则排列形式不同，则有不同的晶格结构；
（2）晶体原子规则排列形式相同，只是原子间的距离不同，
则它们具有相同的晶格结构。
处理方法：把晶格设想成为原子球的规则堆积
一、正方堆积
把原子视为刚性小球，在二维平面内最 简单的规则堆积便是正方堆积； 任一个球与同一平面内的四个最近邻相 切。 原子球的正方堆积
第一章 晶体结构
第二章 晶体结构测定
第三章 晶格振动
第四章 金属（I）：自由电子
第五章 金属（II）：能带论
第一章(1) 晶体结构
1.1 晶体的共性
1.2 一些晶格的实例 1.3 配位数和致密度
1.4 原子的周期性阵列
1.5 晶格的基本类型
1.6 再总结：布喇菲格子
固体物理第一讲 绪论PPT课件
70年代出现了高分辨电子显微镜点阵成像技术，
在于晶体结构的观察方面有所进步。近年来发展
的扫描隧道显微镜，可以相当高的分辨率探测表
面的原子结构。
• 晶体的结构以及它的物理、化学性质 同晶体结合的基本形式有密切关系。通常 晶体结合的基本形式可分成：离子键合、 金属键合、共价键合、分子键合(范德瓦耳 斯键合)和氢键合。根据X射线衍射强度分 析晶体的物理、化学性质，或者依据晶体 价电子的局域密度分布的自洽理论计算， 人们可以准确地判定该晶体具有何种键合 形式。
(二)、固体物理的发展史
几百万年前的石器时代，或者几万年前人类开
始冶炼金属、制造农具和刀箭的时代。通过炼金术， 人们了解了一些材料的颜色、硬度、熔化等性质， 并用之于绘画、装饰等。
1611年，开普勒就开始思考雪花为什么呈六角 形；
1843年法拉第曾惊奇地发现硫化银的电阻随着 温度的升高而下降；
阿拉克西曼德：万物是由无数的原始物质构成的。 阿拉克西美尼：万物的本质是空气。 赫拉克里特：万物的本质是火，火与其他物类的混合物，一
般都以我们可以感知气味的其他物类来命名，但是火本身 是不变的因素。 埃姆毕多克拉斯：万物是由水、气、火、土组成。
• 巴门尼德： 宇宙中只有一个永恒的存在，像一个充实的
固体物理学
第一讲 绪论
• 一：固体物理学 • 二：发展史 • 三：当前研究的热点和前沿 • 四：本课程的主要讲解内容 • 五、参考书籍
一：固体物理学
固体物理学是研究固体物质的物理 性质、微观结构、构成物质的各种粒 子的运动形态，及其相互关系的科学。 它是物理学中内容极丰富、应用极广 泛的分支学科。
融汇了力学、热力学与统计物理学、 电动力学、量子力学和晶体学等多学 科的知识。
《固体物理基础教程》课件第1章
下面我们重点来理解一下“化学成分相同但周围环境不 同”的情况。以金刚石结构为例，其中立方体八个顶角和六 个面心上的原子正好组成一个FCC，这些原子的周围环境显 然是完全相同的，另外所有体内原子的周围环境也完全相同， 但这两者之间却是不同的，比如，体内原子和顶角原子
之间的距离虽然相同，但方向却正好相反，因此应被视为两 种原子，即金刚石晶体的一个基元中应该同时包含两个C原 子。再比如，由Zn组成的六方密堆积结构中，六方棱柱顶 角和表面的原子应归为一类，而体内的原子则应归为另一类， 于是Zn晶体的一个基元中也应同时包含两个Zn原子。再来 看看钙钛矿结构，BaTiO3晶体的一个基元中同时应该包含 Ba、Ti和O原子是比较容易理解的，但为什么会是3个O原子？ 显然，对于6个面心上的O原子，尽管Ba原子和Ti原子在其 周围分布的距离都是确定相同的，但方向却是不同的，因此 必然被分为3类，于是BaTiO3晶体的一个基元中就同时包含 了1个Ba、1个Ti和3个O原子总共5
在1.1节所讨论的几种晶体结构中，SC、BCC和FCC结 构的晶体的基元中只有一个原子，因此它们对应的B格子分 别就是SC、BCC和FCC。金刚石结构、闪锌矿结构和NaCl 结构的基元中均包含两个原子，抽象得到的B格子都是FCC， 即它们都是由FCC格子套构而成的：金刚石结构和闪锌矿结 构都是由两个FCC格子沿体对角线方向1/4套构而成，而 NaCl结构则是由两个FCC沿棱边1/2套构而成。类似地， CsCl结构是由两个SC格子体心套构而成，而钙钛矿结构则 是由5个SC格子套构而成，其套构的方式不太好用语言描述， 不妨通过图示的方法给出它的套构规则(如图1.12所示)。
图1.11 闪锌矿结构的重复单元
1.1.8 钙钛矿结构 自然界中很多ABO3型化合物材料，如钛酸钡(BaTiO3)、
之间的距离虽然相同，但方向却正好相反，因此应被视为两 种原子，即金刚石晶体的一个基元中应该同时包含两个C原 子。再比如，由Zn组成的六方密堆积结构中，六方棱柱顶 角和表面的原子应归为一类，而体内的原子则应归为另一类， 于是Zn晶体的一个基元中也应同时包含两个Zn原子。再来 看看钙钛矿结构，BaTiO3晶体的一个基元中同时应该包含 Ba、Ti和O原子是比较容易理解的，但为什么会是3个O原子？ 显然，对于6个面心上的O原子，尽管Ba原子和Ti原子在其 周围分布的距离都是确定相同的，但方向却是不同的，因此 必然被分为3类，于是BaTiO3晶体的一个基元中就同时包含 了1个Ba、1个Ti和3个O原子总共5
在1.1节所讨论的几种晶体结构中，SC、BCC和FCC结 构的晶体的基元中只有一个原子，因此它们对应的B格子分 别就是SC、BCC和FCC。金刚石结构、闪锌矿结构和NaCl 结构的基元中均包含两个原子，抽象得到的B格子都是FCC， 即它们都是由FCC格子套构而成的：金刚石结构和闪锌矿结 构都是由两个FCC格子沿体对角线方向1/4套构而成，而 NaCl结构则是由两个FCC沿棱边1/2套构而成。类似地， CsCl结构是由两个SC格子体心套构而成，而钙钛矿结构则 是由5个SC格子套构而成，其套构的方式不太好用语言描述， 不妨通过图示的方法给出它的套构规则(如图1.12所示)。
图1.11 闪锌矿结构的重复单元
1.1.8 钙钛矿结构 自然界中很多ABO3型化合物材料，如钛酸钡(BaTiO3)、
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但是其最为基本内容都应包括以下六个 部分：
17
1、固态物质的合成； 2、固体的组成和结构； 3、固相中的化学反应； 4、固体中的缺陷； 5、固体表面化学； 6、固体的性质与新材料等。
18
第1章 晶体结构
第2章 固体中的键合力
第3章 结晶学和衍射技术
固体结构的鉴定
第九章 材料与材料设计
第二章 玻璃与多晶粉末
可以说，固体化学与固体物理组成现代材料科学的基础
3
主要参考资料
1、固态化学—吕孟凯（山东大学出版社,1996） 2、固态化学导论---苏勉曾 (北京大学出版社,1987) 3、固态化学及其应用---West A R 著,苏勉曾,谢高阳,申 泮文等译(复旦大学出版社,1989) 4、无机材料科学基础--- 陆佩文等编(武汉工业大学出 版社,1996) 5、无机材料物理化学--- 周亚栋编(武汉工业大学出版 社,1994)
誉为当代文明的三大支柱。
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70 年代又把新型材料、信息技术和生物技 术誉为新技术革命的主要标志。
80年代，为超越世界科技水平，我国政府 制订的“863”高新技术计划又把新材料作为 主要研究与发展领域之一。
21
大量事实证明，科学技术的进步离不开材 料科学，因而也就离不开固体化学。
例如: 半导体材料的设计推动了今天的半 导体工业、电子工业、计算机和信息产业；
Journal of Materials Chemistry Advanced Materials
Angewandte Chemie—International Edition
14
固体化学专著
1、固态化学导论---苏勉曾 (北京大学出版社,1987) 2、固态化学及其应用---West A R 著,苏勉曾,谢高阳, 申泮文等译(复旦大学出版社,1989) 3、固态化学—吕孟凯（山东大学出版社,1996） 4 、无机固体化学---洪广言（科学技术出版社,2002）
第一章 绪论
本章基本要求： 1、熟悉固体化学的定义; 2、掌握固体化学的研究内容; 3、熟悉固体化学发展的前沿领域。
6
第一节 固体化学的研究内容
1、 什么是固体化学
在固体科学中，有许多相互交叉的领域，如 固体物理、固体化学、材料科学、陶瓷学、矿物 学和冶金学等。
其中，固体化学是固体科学的一个分支，它 是固体科学中最核心的部分，什么是固体化学呢?
3.3 衍射技术
第4 章 固体的其他鉴定技术
4.1 显微镜技术
4.2 光谱技术
4.3 热分析技术
第5章 晶体缺陷。
第6章 相图的阐述
第7章 固体的电性质
第8章 固体的磁性质和光学性质
第9章 固体的合成方法
19
3、 固体化学在现代科学技术中的作用与地位 固体化学是材料科学的基础，社会的进步
和现代科学技术的发展都离不开材料科学。 上世纪60 年代，人们把材料、能源和信息
15
固体化学专刊、专著的问世及学术会 议（如国际固体化学研讨会ISSSC--International Symposium on Solid State Chemistry) 的定期召开大大推动了固体化 学的研究进程。
16
由于固体化学的研究内容十分广泛，因 此各位作者在编写固体化学专著时所采用的 侧重点会有所不同。
固体化学
1
课程目录
第一章 绪论
第二章 玻璃与粉末多晶
第三章 晶体生长
第四章 固体中的缺陷
第五章 固相反应
第六章 固体中的扩散
第七章 固体表面化学
第八章 固体中的化学键
第九章 材料与材料设计
2
材料设计
教材内容
固体物理
材料制备
材料结构
材料性能
第五章 固相反应 第三章 晶体生长 第六章 固体中的扩散
第七章 固体表面化学 第四章 固体中的缺陷 第八章 固体中的化学键
即固体化学主要研究固体物质(包括材料)的 合成、反应组成和性能及其相关现象、规律和原 因的科学。
10
2、固体化学的形成和发展
公元前就有固体物质合成及其性质探测的 记载，如火药、制陶和炼丹术等。
中国炼丹术的发明源自古代神话传说中的长生不老的 观念。如后羿从西王母处得到不死之药，嫦娥偷吃后 便飞奔到月宫，成为月中仙子。我们没有确切的纪录 知道古代的服药者吃甚么丹药以求长生，但若根据晋 人编纂的《列仙传》，他们所服食的包括丹砂、云母、 玉、代赭石、石、松子、桂等未经制炼的矿物和植物。
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20 世纪20 年代，对固态化学反应有所 研究，但缓慢发展。
60 年代以后，随着人们对固体物质认识 水平的提高，以及探测固体内部和表面微 观结构和微量组分测试所需要仪器的快速 发展，使人们对固体物质的合成反应和性 能进行了深层次的研究。
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现在的固体化学研究相当活跃，国际上也创 办了一些著名的专业期刊，如：
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固体化学是一门专门研究固态物质 的制备、品质鉴定、结构和性能以及它 们之间相互关系的一门科学。
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固体化学是介于物理学和化学之间的一门交 叉学科。
固体化学不同于固体物理学，后者更侧重于 对固体的物理性质的解释；
固体化学也不同于结晶化学，后者是强调结 晶固体的结构及其规律；
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固体化学是把固态物质的制备、鉴定、结构 及性能统一起来加以研究，形成了一门新学科。
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6、稀土新材料及新流程进展---倪嘉赞,洪广言(科学出 版社,1998)
7、材料化学导论--- 邓启刚, 席慧智,刘爱东(哈尔滨工 业大学出版社,1999)
8、无机合成与制备化学--- 徐如人, 庞文琴(高等教育 出版社,2002)
使用教材：无机固体化学---洪广言（科学技术出版
社,2002）
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现代航空、航天技术中需要的高强度、耐高 温、轻质的结构材料等。
因此，可以说，现代采矿、冶金、地质、建 材、机械、电子、石油化工、航空航天等每个领 域都与材料科学、固体化学有着密切的关系。
Journal of solid state chemistry Journal of Alloys and compounds
Solid State Ionics
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Solid State communication Thin Solid Films
Journal of Physics: Condense Matter. The Journal of the American Ceramic Society
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1、固态物质的合成； 2、固体的组成和结构； 3、固相中的化学反应； 4、固体中的缺陷； 5、固体表面化学； 6、固体的性质与新材料等。
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第1章 晶体结构
第2章 固体中的键合力
第3章 结晶学和衍射技术
固体结构的鉴定
第九章 材料与材料设计
第二章 玻璃与多晶粉末
可以说，固体化学与固体物理组成现代材料科学的基础
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主要参考资料
1、固态化学—吕孟凯（山东大学出版社,1996） 2、固态化学导论---苏勉曾 (北京大学出版社,1987) 3、固态化学及其应用---West A R 著,苏勉曾,谢高阳,申 泮文等译(复旦大学出版社,1989) 4、无机材料科学基础--- 陆佩文等编(武汉工业大学出 版社,1996) 5、无机材料物理化学--- 周亚栋编(武汉工业大学出版 社,1994)
誉为当代文明的三大支柱。
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70 年代又把新型材料、信息技术和生物技 术誉为新技术革命的主要标志。
80年代，为超越世界科技水平，我国政府 制订的“863”高新技术计划又把新材料作为 主要研究与发展领域之一。
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大量事实证明，科学技术的进步离不开材 料科学，因而也就离不开固体化学。
例如: 半导体材料的设计推动了今天的半 导体工业、电子工业、计算机和信息产业；
Journal of Materials Chemistry Advanced Materials
Angewandte Chemie—International Edition
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固体化学专著
1、固态化学导论---苏勉曾 (北京大学出版社,1987) 2、固态化学及其应用---West A R 著,苏勉曾,谢高阳, 申泮文等译(复旦大学出版社,1989) 3、固态化学—吕孟凯（山东大学出版社,1996） 4 、无机固体化学---洪广言（科学技术出版社,2002）
第一章 绪论
本章基本要求： 1、熟悉固体化学的定义; 2、掌握固体化学的研究内容; 3、熟悉固体化学发展的前沿领域。
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第一节 固体化学的研究内容
1、 什么是固体化学
在固体科学中，有许多相互交叉的领域，如 固体物理、固体化学、材料科学、陶瓷学、矿物 学和冶金学等。
其中，固体化学是固体科学的一个分支，它 是固体科学中最核心的部分，什么是固体化学呢?
3.3 衍射技术
第4 章 固体的其他鉴定技术
4.1 显微镜技术
4.2 光谱技术
4.3 热分析技术
第5章 晶体缺陷。
第6章 相图的阐述
第7章 固体的电性质
第8章 固体的磁性质和光学性质
第9章 固体的合成方法
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3、 固体化学在现代科学技术中的作用与地位 固体化学是材料科学的基础，社会的进步
和现代科学技术的发展都离不开材料科学。 上世纪60 年代，人们把材料、能源和信息
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固体化学专刊、专著的问世及学术会 议（如国际固体化学研讨会ISSSC--International Symposium on Solid State Chemistry) 的定期召开大大推动了固体化 学的研究进程。
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由于固体化学的研究内容十分广泛，因 此各位作者在编写固体化学专著时所采用的 侧重点会有所不同。
固体化学
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课程目录
第一章 绪论
第二章 玻璃与粉末多晶
第三章 晶体生长
第四章 固体中的缺陷
第五章 固相反应
第六章 固体中的扩散
第七章 固体表面化学
第八章 固体中的化学键
第九章 材料与材料设计
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材料设计
教材内容
固体物理
材料制备
材料结构
材料性能
第五章 固相反应 第三章 晶体生长 第六章 固体中的扩散
第七章 固体表面化学 第四章 固体中的缺陷 第八章 固体中的化学键
即固体化学主要研究固体物质(包括材料)的 合成、反应组成和性能及其相关现象、规律和原 因的科学。
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2、固体化学的形成和发展
公元前就有固体物质合成及其性质探测的 记载，如火药、制陶和炼丹术等。
中国炼丹术的发明源自古代神话传说中的长生不老的 观念。如后羿从西王母处得到不死之药，嫦娥偷吃后 便飞奔到月宫，成为月中仙子。我们没有确切的纪录 知道古代的服药者吃甚么丹药以求长生，但若根据晋 人编纂的《列仙传》，他们所服食的包括丹砂、云母、 玉、代赭石、石、松子、桂等未经制炼的矿物和植物。
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20 世纪20 年代，对固态化学反应有所 研究，但缓慢发展。
60 年代以后，随着人们对固体物质认识 水平的提高，以及探测固体内部和表面微 观结构和微量组分测试所需要仪器的快速 发展，使人们对固体物质的合成反应和性 能进行了深层次的研究。
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现在的固体化学研究相当活跃，国际上也创 办了一些著名的专业期刊，如：
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固体化学是一门专门研究固态物质 的制备、品质鉴定、结构和性能以及它 们之间相互关系的一门科学。
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固体化学是介于物理学和化学之间的一门交 叉学科。
固体化学不同于固体物理学，后者更侧重于 对固体的物理性质的解释；
固体化学也不同于结晶化学，后者是强调结 晶固体的结构及其规律；
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固体化学是把固态物质的制备、鉴定、结构 及性能统一起来加以研究，形成了一门新学科。
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6、稀土新材料及新流程进展---倪嘉赞,洪广言(科学出 版社,1998)
7、材料化学导论--- 邓启刚, 席慧智,刘爱东(哈尔滨工 业大学出版社,1999)
8、无机合成与制备化学--- 徐如人, 庞文琴(高等教育 出版社,2002)
使用教材：无机固体化学---洪广言（科学技术出版
社,2002）
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现代航空、航天技术中需要的高强度、耐高 温、轻质的结构材料等。
因此，可以说，现代采矿、冶金、地质、建 材、机械、电子、石油化工、航空航天等每个领 域都与材料科学、固体化学有着密切的关系。
Journal of solid state chemistry Journal of Alloys and compounds
Solid State Ionics
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Solid State communication Thin Solid Films
Journal of Physics: Condense Matter. The Journal of the American Ceramic Society