材料物理複習提綱

2022-09-10 17:54:14 字數 2596 閱讀 7588

第一章——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、 倒格仔空間、倒格仔與正空間的相互關係

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)複習提綱

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,體積最小只含有乙個格點;晶包,考慮對稱性。

原胞(體心麵心立方晶胞)取法

體心原胞基矢:

麵心原胞基矢:

2、維格納-賽茲原胞(布里淵區)(首先選擇乙個格點。然後,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乙個垂直的平面。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。

)3、倒格仔 ,,,,互為倒格仔。

倒格矢,則,。

證明:麵心立方、體心立方互為倒格仔。(必須會)

二、 結合能,e表示晶體在絕對零度時的總能量,ea表示組成晶體的n個自由源自能量的總和。,一般取ea=0,所以eb=e,eb=u(r0),, ,

三、 五種結合型別的特點

離子鍵:離子作用、庫侖力,

共價鍵:方向性、飽和性——共價晶體

金屬鍵:共有電子——金屬晶體

分子鍵:分子作用力——分子晶體分子結合力:靜電力、誘導力、色散力

,林納德–瓊斯勢:。

氫鍵:負電性與結合型別

作業題:1、4、5習題2、3、5、6要複習

分析各類晶體中決定結合型別的主要結合力。

名詞:離子晶體、結合能、共價晶體、負電性、金屬鍵

chapter3:材料的電子理論

1、 經典電子論,電導率維德曼-弗蘭茲定律:,

2、 能帶論

基本出發點:電子共有化、單電子近似、週期勢場

布洛赫定理:,

,在處,能量斷開。

布里淵區上倒格仔空間

三維時:,垂直能量突變的的面

畫出前四個布里淵區(二維)

k空間費公尺-狄拉克分布:

絕緣體、半導體、導體的能帶結構

電導率公式及電阻率的物理本質

霍爾效應

名詞:霍爾效應、k空間、布里淵區、能態密度、禁帶、費公尺分布

作業1、5、7、9、11、14、15

chapter4 晶格振動

一維晶格振動

, 色散關係:

求q,波恩-卡曼條件:

一維雙原子鏈,。

物理意義:光學支——在胞內兩原子相對振動,質心不動

聲學支——兩原子同向振動,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)

簡正振動簡諧振子在晶體中傳播的波——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個獨立的以簡正座標描述的諧振子。

,——聲子數服從波爾茲曼分布,t恆定,

,系統平均能量

,角頻率分布函式()

愛因斯坦模型一樣,

德拜模型考慮低頻振動,波長長 ;晶體看成連續介質——彈性波

晶體熱膨脹的實質

熱傳導同時

聲子熱傳導電子熱傳導光子熱傳導

實際材料熱傳導機理

習題1,3,4,8(不要求)

名詞解釋:聲子,色散關係,格波,聲學支,光學支,散射

chapter5 材料的導電性

1、 分類:電子電導——霍爾效應,, 離子電導——電解效應,。

2、 金屬導電性:電子的運動,晶格及缺陷散射電子——電阻

(此處t相當於溫差,取℃),

3、 半導體的導電性(較重要)雜質(缺陷)、載流子的濃度分布

本徵半導體的分布,

,。;雜質半導體載流子分布

中性施主(或受主):被乙個電子(空穴)佔據電離施主(或受主):沒有被電子(空穴)佔據

電子佔據施主能級概率空穴佔據受主能級的概率

分溫度區間討論:低溫部分電離;飽和電離;本徵激發遷移率:

固體電解質材料導電性(離子電導離子擴散機制

——能施特方程,

超導電性(四個效應,零電阻、邁斯納效應、磁通量子化、約瑟夫森效應)

作業1、導電機理、3、4、5、6

名詞:離子導電、電子導電、載流子、、飽和電離

chapter6 材料的磁性

磁性的物理本質

原子磁性三條規則(能量最低、泡利不相容、洪德規則)

z>82,j-j耦合;z<32,l-s耦合;32材料的磁極化強度:;磁化強度:

巨集觀材料磁性

抗磁性,特點(電子繞核運動)

鐵磁性——外斯,自發磁化,分疇,eh,ed,eσ,ek

反鐵磁性及亞鐵磁性

名詞:抗磁性、順磁性、鐵磁性、磁偶極矩、自發磁化、磁疇

作業:1、2、居里公式:x=c/t

補充內容:極化的種類與機制,介電材料

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