1、材料物理復習提綱第一章一一晶體結構1、晶體的共性與密堆積2、布喇菲點空間點陣、原胞、晶胞3、晶面、晶向指數4、倒格子空間、倒格子與正空間的相互關系5、晶體的對稱性6、布拉格衍射概念：原胞、晶胞、旋轉對稱軸、布拉格反射、自限性自限性：指晶體具有自發地形成封閉幾何多面體的特性。從而使晶體自發地形成規則的幾何外形。本章布置的作業 材料物理（固體物理）復習提綱Chapter2晶體結合一、晶體結構：點陣+基元=晶體結構1、晶胞、原胞的區別：原胞，體積最小只含有一個格點；晶包，考慮對稱性。原胞（體心面心立方晶胞）取法a 了 _a 了 _a 了 _體心原胞基矢：ai - 2（_ + j + k）,a2 =

2、2, j + k）,a3 = 2（i + j ）a / r ,廠 f a /丁 ,廠 f a /丁 f面心原胞基矢:ai = 2（j + k）,a2 = 2（i + k）,a3 = -（? + j）2、維格納-賽茲原胞（布里淵區）（首先選擇一個格點。然后，從這個點作直線到所有最近的格點。在每一條直線的中 點，作另外一條直線，與第一組直線的每一條垂直。在三維晶格的情況中，在格點之間的直線的中點作一個垂直的平 面。利用這個方法，便包圍了最小的面積（或體積），稱為維格納-賽茲原胞。所有晶格中的面積（或空間）都可以用 這種原胞來充填，不會留下任何間隙。）dU (dU (r)*|r 0，U(r) = _

3、4 + B8r 2ormrnE- = -E，一般取 E =0，所以 E=E，E=U（r）， 離 結Ab b 。/三、五種結合類型的特點離子鍵：離子作用、庫侖力，U = -1N（芋彖a-B）2 4雙。rrn共價鍵：方向性、飽和性一一共價晶體金屬鍵：共有電子一一金屬晶體分子鍵：分子作用力一一分子晶體 分子結合力：靜電力、誘導力、色散力U （r） = + ，林納德 瓊斯勢：U（r） = 4e （）12 （一）。r 6 r 12r r氫鍵：負電性與結合類型作業題：1、4、5習題2、3、5、6要復習分析各類晶體中決定結合類型的主要結合力。名詞：離子晶體、結合能、共價晶體、負電性、金屬鍵Chapter3

4、:材料的電子理論r 二ne2K兀 2 ,k、1、經典電子論j r 二ne2K兀 2 ,k、1、經典電子論j =。E，電導率b=L維德曼-弗蘭茲定律：一=CT，C = - (i)22mb3 ee2、能帶論基本出發點:電子共有化、單電子近似、周期勢場布洛赫定理:V( x) = eikx - u ( x)， u (X + a) = u ( x)n兀在K =處，aE = 2|V|布里淵區上倒格子空間-1 -三維時：K(k + K ) = 0 畫出前四個布里淵區(二維) K空間能量斷開。垂直能量突變的的面費米-狄拉克分布：f(E)=e (E - Ef )/kT + 1絕緣體、半導體、導體的能帶結構電導率

5、公式及電阻率的物理本質霍爾效應霍爾效應名詞：霍爾效應、K空間、布里淵區、能態密度、禁帶、費米分布 作業 1、5、7、9、11、14、15Chapter4晶格振動一維晶格振動dx 2m = P (x+ x 一 2x )， x = A-ei(qna-wt)色散關系：2 =迎1 - cos(qa) m求q，波恩-卡曼條件:m jn+ 2 = p (x + x一 2 x)。一維雙原子鏈m = p (x2n+m jn+ 2 = p (x + x一 2 x)。P!、2 =(n + M) m2 + M 2 + 2mM cos(2qa)2土 mM物理意義：光學支一一在胞內兩原子相對振動，質心不動 聲學支兩原子

6、同向振動，原胞質心振動波矢數目=原胞數目格波數目=晶體的自由度數(三維不考)聲學波一一彈性波相合長波，光學波縱波極化波(極化聲子) 光學波I橫波電磁性(電磁聲子)簡正振動 簡諧振子在晶體中傳播的波一一格波在簡諧近似下，把n個相互作用原子的振動系統，通過正則變換，可看成3N個獨立的以簡正坐標描述的諧振子。E 二芝(.+ 2)物ni聲子數 服從波爾茲曼分布，T恒定， = 5 / kt _ 11h3N3N/1hE = 2 h.+ 血k j 1，系統平均能量E =此E.=費(2 h.+ g J 1)0E (h2ehs/kTI = mkI kT I zP皿力，p()dw角頻率分布函數(t d)v 0 (

7、e j 1)、八高溫符合3NK 愛因斯坦模型一樣，勺低t，不符合(指數下限)高T,符合德拜模型考慮低頻振動，波長長；晶體看成連續介質一一彈性波C kT F簡并非簡并n = N e-(e-ef)/kT，P = N e-(e-ef)/kT。n = P ； n P = n2 = N N e-Egk 0 C0 V000 0 i C VE = E =丘。+ Ev +1 kT ln4)i F 22 NC雜質半導體載流子分布中性施主（或受主）：被一個電子（空穴）占據電離施主（或受主）：沒有被電子（空穴）占據 TOC o 1-5 h z 11電子占據施王能級概率f （E ）= 空穴占據受王能級的概率f （E

8、）= D 1 _ _ 一A 1 _ _1 + e（ ed - ef）/kT1 + _ e（ ef - ea）/kT22分溫度區間討論：低溫部分電離；飽和電離；本征激發 遷移率：b= ne + pe+ 固體電解質材料導電性（離子電導一一）離子擴散機制能施特方程 = Dnnql, D = D0 exp(-W /kT)超導電性（四個效應，, 超導電性（四個效應，, TH = Ha 1 -（不）2CG = U - TS f HMG （T, H） = G （T） +號 H 2作業1、導電機理、3、4、5、6 名詞：離子導電、電子導電、載流子、Ev /EC / AEd / AEa、飽和電離Chapter6材料的磁性單電子自旋磁性口 =-r P磁性的物理本質原子磁性s S S繞核運動磁性 口 =-rP82, j-j 耦合；Z32, L-S 耦合；32Z82, j-j 耦合；Z32, L-S 耦合；32Z82，過渡，七 材料的磁極化強度：B = j ；磁化強度：M = YMV朗之萬（Langevin）順磁性 轉向宏觀材料磁性抗磁性，特點（電子繞