matlab在固體物理中的應(yīng)用-wenkub
2023-04-19 02:03:14 本頁面
【正文】 的能及組成的能帶稱為電子的本征能量。在平衡時，缺陷的數(shù)目是一定的。在1907年。晶格振動與晶體的熱學(xué)性質(zhì)。原子結(jié)合成晶體時，原子的外層電子要作重新分布。這都為固體物理學(xué)得發(fā)展提供了深遠(yuǎn)的影響。1 固體物理的發(fā)展人們對固體物理的認(rèn)識是逐步的。它與我們學(xué)習(xí)過的半導(dǎo)體物理學(xué)、量子力學(xué)、大學(xué)物理等都有緊密聯(lián)系，而且是各學(xué)科間的橋梁。.. . . ..編號：河南大學(xué)2014屆本科畢業(yè)論文Matlab在固體物理中的應(yīng)用論文作者姓名： 作 者 學(xué) 號： 1003618013 所 在 學(xué) 院： 所 學(xué) 專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 導(dǎo)師姓名職稱： 論文完成時間： 2014年04月23日 目 錄摘 要： 10 前言 11 固體物理的發(fā)展 2 關(guān)于固體物理的知識 2 固體物理的新發(fā)展及應(yīng)用 32 關(guān)于MATLAB 3 MATLAB的基本知識 3 MATLAB的實例 5 MATLAB的優(yōu)勢 63 緊束縛模型 7 緊束縛模型中二維晶格等能面 74 倒格子 8 二維晶格的倒格子 8 體心立方倒格子 8 面心立方倒格子 9 簡單六角晶系的倒格子………………………………………………...… 95 MATLAB對緊束縛模型及其倒格子的模擬仿真 9 matlab對倒格子的模擬仿真 11 緊束縛模型中二維晶格的模擬仿真 176 結(jié)論 19參考文獻(xiàn) 20學(xué)習(xí)參考MATLAB在固體物理中的應(yīng)用摘 要： 固體物理是從不同角度描述固體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，是比較抽象的。固體物理學(xué)很多都是建立在經(jīng)典模型上的，因此它的內(nèi)容是比較抽象的，而且也比較難理解的。固體可以分為晶體和非晶體，現(xiàn)在人們主要研究的是晶體。勞厄在1912年通過晶體X光衍射的實驗，確定了單晶體的對稱性，即晶體內(nèi)原子的周期性排列的結(jié)構(gòu)。外層電子的不同分布產(chǎn)生了不同類型的結(jié)合力。一維復(fù)式格子的振動可以得到長聲學(xué)波和長光學(xué)波。愛因斯坦用量子理論處理固體中原子的振動，他假設(shè)晶體中所有原子都以相同的頻率做振動，他的這個假設(shè)非常簡單，但是他忽略了諧振子之間的差異；1912年德拜把格波作為彈性波來處理，在低溫時，德拜熱容模型與實驗相符。而且缺陷的擴(kuò)散不僅受晶格周期性影響，它還會發(fā)生復(fù)合現(xiàn)象。我們在學(xué)習(xí)一維晶格中的近自由電子模型的結(jié)論，我們可以得到電子在行進(jìn)過程中受到起伏的勢場的散射作用。人們對金屬的電導(dǎo)，熱導(dǎo)等電子的輸運(yùn)特性的分析可以利用費(fèi)米統(tǒng)計和能帶理論，而且從理論上解釋了純金屬電阻率的實驗規(guī)律。而且固體物理學(xué)的成就對生物物理學(xué)，化學(xué)物理學(xué)等方面也有影響，并正在形成新的交叉領(lǐng)域。它運(yùn)用非常廣泛，可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算，創(chuàng)建用戶界面，還可以繪制函數(shù)等。在模擬仿真之前我們應(yīng)該先了解matlab的一些基本知識。 MATLAB的聯(lián)機(jī)幫助命令Help plotxyz是顯示有關(guān)三維作圖的指令信息。而且程序文件不能再指令窗口下建立因為指令窗口一次執(zhí)行一行上的幾個語句或者一個語句。M文件包含兩類：可調(diào)用的m文件，即函數(shù)文件；獨(dú)立的m文件，即命令文件。用戶可以根據(jù)需要編輯自己的的m文件。與在命令窗口逐行執(zhí)行文件中的所有命令是一樣的，并且沒有輸入輸出參數(shù)。Plot是基本的二維繪圖命令，Matlab的二維繪圖函數(shù)絕大部分是以Plot為基礎(chǔ)的。一個任務(wù)，Matlab也有多種方法、函數(shù)可以選擇，這為我們的運(yùn)用提供了方便 matlab的實例我們可以通過幾個例子來看一下MATLAB的功能。圖1 正弦函數(shù)sinx和余弦函數(shù)cosx的圖像例二：利用for循環(huán)求1!+2!+3!+4!+5!的值。MATLAB它具有完備的圖形處理功能，它可以將復(fù)雜的問題通過圖形傳遞給我們，實現(xiàn)計算結(jié)果和編程的可視化。它包含了大量計算算法。線性方程的求解，微分方程的求解，傅里葉變換，工程中的優(yōu)化問題以及其他初等函數(shù)運(yùn)算，二維，三維數(shù)組操作，還有建模模擬仿真等我們都可以通過MATLAB強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力解決。因此MATLAB的應(yīng)用越來越廣泛。對于自由電子，它的能量為，所以此時它的等能面是一些同心球面，而費(fèi)米面是對應(yīng)能量為的等能面。[5] 二維晶格的倒格子對二維晶格的倒格子，我們可以把二維晶格正格子基矢記為： 其中a代表慣用晶胞的邊長，代表正交單位基矢；由于在計算倒格子時根據(jù)公式需要有設(shè)，因此計算晶胞的體積為：由倒格基矢的計算公式我們可以得到二維晶格得倒格矢為：；。由，我們可以知道體心立方晶格的倒格子是面心立方晶格。 簡單六角晶系的倒格子六角晶系正格子的基矢可記為：； ； 根據(jù)正格子基矢我們可以求出原胞的體積。b1=(2*pi/a)*[1,0,0]。 k=1。)。 pdt(k,1:2)=p1。ro39。 hold on。endend執(zhí)行上述程序，所得圖像如圖2所示。a1=(2*pi/a)*[0,1,1]。for dd=1:4 H=size(pd,1)。ro39。 hold on。 end plot3([pd(i,1),p2(1)],[pd(i,2),p2(2)],[pd(i,3),p2(3)],39。 plot3([pd(i,1),p2(1)],[pd(i,2),p2(2)],[pd(i,3),p2(3)])。 for j=1:3 p3(j)=pd(i,j)+a3(j)。 hold o
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