中科院固體物理-全文預(yù)覽
【正文】 般金屬只涉及導(dǎo)帶中的電子，所有電子占據(jù)的狀態(tài)都在一個(gè)能帶內(nèi) 費(fèi)米分布函數(shù) 物理意義：能量為E的本征態(tài)上電子的數(shù)目 ——平均占有數(shù)結(jié)論：在絕對(duì)零度下，電子仍具有相當(dāng)大的平均能量—— 電子滿足泡利不相容原理，每個(gè)能量狀態(tài)上只能容許兩個(gè)自旋相反的電子—— 所有的電子不可能都填充在最低能量狀態(tài) 電子熱容量 —— 金屬中大多數(shù)電子的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于費(fèi)米能量，由于受 到泡利原理的限制不能參與熱激發(fā)研究金屬熱容量的意義:從電子的熱容量可獲得費(fèi)米面附近能態(tài)密度的信息167。第六章 能帶理論 能帶理論——研究固體中電子運(yùn)動(dòng)的主要理論基礎(chǔ)能帶理論——定性地闡明了晶體中電子運(yùn)動(dòng)的普遍性的特點(diǎn)說(shuō)明了導(dǎo)體、非導(dǎo)體的區(qū)別晶體中電子的平均自由程為什么遠(yuǎn)大于原子的間距, 能帶論提供了分析半導(dǎo)體理論問(wèn)題的基礎(chǔ)，推動(dòng)了半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展, 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，能帶理論的研究從定性的普遍性規(guī)律發(fā)展到對(duì)具體材料復(fù)雜能帶結(jié)構(gòu)的計(jì)算 能帶理論是單電子近似的理論——把每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)看成是獨(dú)立的在一個(gè)等效勢(shì)場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)單電子近似——最早用于研究多電子原子__ 哈特里－福克自洽場(chǎng)方法能帶理論的出發(fā)點(diǎn)——固體中的電子不再束縛于個(gè)別的原子，而是在整個(gè)固體內(nèi)運(yùn)動(dòng)——共有化電子共有化電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)——假定原子實(shí)處在其平衡位置，把原子實(shí)偏離平衡位置的影響看成微擾理想晶體——晶格具有周期性，等效勢(shì)場(chǎng)V(r)具有周期性一維晶體中單個(gè)電子在周期性勢(shì)場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題處理（能帶論的三個(gè)基本（近似）假設(shè)）:玻恩—奧本海默（BornOppenheimer）絕熱近似——離子實(shí)質(zhì)量比電子大，離子運(yùn)動(dòng)速度慢，討論電子問(wèn)題，認(rèn)為離子是固定在瞬時(shí)位置上，而忽略了電子與聲子的碰撞哈特里一福克（HatreeFock）平均場(chǎng)近似——利用哈特里一?？耍℉atreeFock）自治場(chǎng)方法，多電子問(wèn)題簡(jiǎn)化為單電子問(wèn)題，每個(gè)電子是在固定的離子勢(shì)場(chǎng)以及其它電子的平均場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，而忽略了電子與電子之間的相互作用周期場(chǎng)近似—— 所有離子勢(shì)場(chǎng)和其它電子的平均場(chǎng)是周期性勢(shì)場(chǎng) 167。 離子晶體中的點(diǎn)缺陷和離子性導(dǎo)電離子晶體從價(jià)電子的分布上來(lái)講是絕緣體，但卻又非零的電導(dǎo)率。 擴(kuò)散和原子布朗運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散現(xiàn)象對(duì)于固體在生產(chǎn)技術(shù)中的應(yīng)用有很廣泛的影響。167。 位錯(cuò)當(dāng)晶格周期性的破壞是發(fā)生在晶體內(nèi)部一條線周圍近鄰的缺陷，這就稱為線缺陷。晶粒間界內(nèi)原子的排列是無(wú)規(guī)則的，這種邊界是面缺陷。一、概念晶體缺陷(晶格的不完整性)：晶體中任何對(duì)完整周期性結(jié)構(gòu)的偏離就是晶體的缺陷。 聲子系統(tǒng)問(wèn)題的研究，每個(gè)振動(dòng)模式在簡(jiǎn)諧近似條件下都是獨(dú)立的，聲子系宗是無(wú)相互作用的聲子氣組成的系統(tǒng)第五章 晶體中的缺陷和擴(kuò)散 理想晶體的主要特征是其中原子(分子)的周期性排列，但實(shí)際晶體中原子的排列總是或多或少地偏離了嚴(yán)格的周期性，這就是晶體中的缺陷。 金屬性結(jié)合 價(jià)電子 —— 電子云,原子實(shí) —— 沉浸在電子云電子云和原子實(shí)的作用 —— 庫(kù)侖作用,體積越小電子云密度越高，庫(kù)侖相互作用的能愈低，表現(xiàn)為原子聚合起來(lái)的作用金屬晶體結(jié)合力 —— 原子實(shí)和電子云之間的庫(kù)侖力，無(wú)特殊要求，要求排列最緊密，勢(shì)能最低，結(jié)合最穩(wěn)定167。 離子性結(jié)合 167。存在單位元素E, 使得所有元素滿足：AE = A3) 對(duì)于任意元素A, 存在逆元素A1, 有：AA1=E4)集合G中任意兩個(gè)元素的“乘積”仍為集合內(nèi)的元素 —— 若 A, B 206。167。 （2）利用倒易點(diǎn)陣可以方便而形象地表示晶體的衍射幾何學(xué)。 以這三個(gè)新的矢量為基矢,可以構(gòu)成一個(gè)倒格子,倒格子的每個(gè)格點(diǎn)的位置: 167。 由于晶格具有周期性，一些物理量也具有周期性，如勢(shì)能函數(shù)：167。 晶向往往以晶胞的基矢來(lái)表示::: 晶向指數(shù)[l1l2l3]5舉例說(shuō)明OA[100] OB[110] OC[111]簡(jiǎn)單立方晶格的晶向標(biāo)志立方邊OA的晶向:[100],立方邊有六個(gè)不同的晶向體對(duì)角線OC的晶向是:[111],面對(duì)角線晶向共有8個(gè)由于立方晶格的對(duì)稱性,以上三組晶向是等效的,可以表示為:2． 晶面:
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