固體物理學(xué)appt課件-文庫(kù)吧資料
2025-05-12 22:05本頁(yè)面
【正文】 即固體應(yīng)變與應(yīng)力成正 比的范圍內(nèi)。金屬半徑可以定義為兩核距離的一半；離子晶體中，正負(fù)離子半徑一般不相等，通常采用Goldschmidt 和 Pauling 方法定義。 （嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，電子的狀態(tài)要用波函數(shù)表示，因而無(wú)法用一嚴(yán)格的剛性球的邊界來(lái)限制，引入半徑的概念是為了在討論和預(yù)測(cè)原子間距時(shí)方便） 原子半徑主要由核外電子云來(lái)決定，當(dāng)原子形成晶體后，其電子云的分布已經(jīng)不同于自由原子狀態(tài)，而且同一原子在不同的晶體結(jié)構(gòu)中會(huì)有不同的電子云分布，因此只能分別給出金屬半徑，共價(jià)半徑，離子半徑，和范德瓦爾斯半徑等。 二 . 離子半徑： 參考 Kittel書 p54 在晶體生長(zhǎng)和材料制備過(guò)程中，經(jīng)常需要尋找替代和參雜原子，選擇替代原子不僅要考慮它的價(jià)數(shù)，還必須考慮離子的尺寸。 從中可以看到一些晶體結(jié)合的規(guī)律： ★ 堿金屬電負(fù)性最低，最易失去電子，所以形成金屬。 ★ 黃昆書中相關(guān)數(shù)值不夠完整，可以參見上面表格。 ★ 周期表左右兩端元素電負(fù)性差別大，所以 ?－ ?元素最易形成離子化合物，例如 NaCl,CsCl 等。電負(fù)性有不同定義，除去 馬利肯的定義外，還有鮑林（ Pauling）和菲利蒲（ Philips）等定義方式，其數(shù)值不盡相同。其數(shù)值見下表， 一個(gè)普遍的規(guī)律是周期表中同一周期的原子電負(fù)性從左到右不斷加強(qiáng) ，周期表由上到下，負(fù)電性逐漸減弱。 引自朱建國(guó)等 《 固體物理學(xué) 》 （ 2022） p50,52。 上述兩表充分反映了近年來(lái)密度泛函理論的發(fā)展。上世紀(jì) 70年代以后發(fā)展了 局域密度泛函理論 ，在這個(gè)理論基礎(chǔ)上對(duì)各類半導(dǎo)體和金屬材料的結(jié)合能、晶格常數(shù)、體彈性模量進(jìn)行了計(jì)算，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合的很好。 注： 惰性氣體固體除去氦 (hcp)外，都是 fcc 結(jié)構(gòu) 。若考慮了零點(diǎn)振動(dòng)能的修正，則理論與實(shí)驗(yàn)符合得相當(dāng)好。這是由于 原子的零點(diǎn)振動(dòng) 造成的。 將 值帶回能量公式， 平衡態(tài)時(shí)的能量值為 : 0r同樣代入 fcc結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，每個(gè)原子的平均能量是： 00 () 8 . 6Uru N ?? ? ?還可以求出體彈性模量： 是可以反映結(jié)合能大小的量 ??? 616120 ??????????AAr≈ 對(duì)于 fcc，將所對(duì)應(yīng)的 ?0、 A6和 A12代入以上各式可得： ， ， ? ?r 0 8 . 6UN ???37. 5K ???由氣相實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可確定 ? 和 ?，再根據(jù)以上各式計(jì)算出 r0、U0和 K的理論值，然后再與實(shí)驗(yàn)值比較（書 p70）。 晶體中的結(jié)合力和結(jié)合能 元素和化合物晶體結(jié)合的規(guī)律性 彈性應(yīng)變和晶體中的彈性波 參考：黃昆 《 固體物理學(xué) 》 第 2章 p4977 Kitte
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