2015总复习456.ppt

总结 在近自由电子近似中，尽管电子只受到弱周期场作用，却使电子的能谱分裂为能带，与自由电子模型相比，却有本质上的不同，为理解固体的物理性质提供新的基础，意义重大 在近自由电子模型中，实际上是从自由电子出发，其波函数是平面波，弱周期场作用相当于存在一种周期性结构，它对平面波的干扰作用，相当于一种平面波在周期性结构中传播，如同X射线通过晶体的情形一样 当波矢满足条件： （5）时便发生Bragg反射，导致连续的能谱（指E与k的关系）分裂为许多能带。这就为能带的出现给出一种直观的形象的说明。 近自由电子模型只能适用于导电性较好的金属，价电子能够较自由地运动，离子对价电子的束缚是比较弱的. §6.4 紧束缚近似§6.5 能带的图示法 §6.5.1 的表示图示 能带表示图示 第一种类型：简约区图示 特点: 将所有能带都绘入第一布里渊区内， 称为简约区，在简约内 显示能带结构的全貌。 扩展区图示 特点: 将不同能带分别绘入不同的布里渊区内， 可以显示电子能谱在布里渊区边界上的不连续性。 [2]扩展区图示： 可以显示每个能带都是 [3] ： 的周期函数 一维示意图： 第三种类型：重复区图示 特征： 每个布里渊区都表示出所有的能带，即每个能带在第一布里渊区中的图形周期性重复在每个布里渊区。 三种能带图示的区别 简约区图示 (多值函数) 扩展区图示 (单值函数) 一个布里渊区表示 一个能带 重复区图示 (周期性) 第四章 晶体中的缺陷 4– 1 点缺陷 吉林建工学院 1、点缺陷 2、线缺陷 3、面缺陷 4、体缺陷 晶体缺陷类型 第四章 晶体中的缺陷 4.1：晶体中的点缺陷 1. 空位（Schottky缺陷） 原子因热涨落获得足够能量脱离平衡位置后移动到晶体表面的正常位置，在原格点位置留下空位. ——称为肖脱基缺陷 2. Frenkel缺陷 空位和Frenkel缺陷的成因都是由于晶格原子的热振动形成且平衡数目依赖于温度，因此这两种点缺陷也称为热缺陷。 由于能量涨落，晶体中某些原子脱离平衡位置进入到晶格中的间隙位置，形成一个空位和一个间隙原子。这种空位—间隙原子对称为夫伦克尔缺陷. 3. 杂质原子 当晶体中的杂质以原子状态在晶体中形成点缺陷时，称为杂质原子。 替位式杂质（代位式杂质） K＋ Cl－ K＋ Cl－ K＋ Cl－ K＋ Cl－ K＋ Cl－ K＋ Cl－ K＋ Cl－ K＋ Cl－ K＋ Cl－ K＋ Cl－ K＋ Cl－ K＋ Cl－ K＋ Cl－ K＋ Cl－ K＋ Cl－ Ca2＋ 填隙式杂质 缺位式杂质 Ca2+ 离子晶体中的点缺陷—色心 离子晶体中,带电的点缺陷一旦捕获与其电荷相反的电子或空穴,就可以引起可见光的吸收，使原来透明的晶体出现颜色，这类能吸收可见光的点缺陷通过常称为色心。 最简单的色心是F心实验发现:将卤化碱晶体在碱金属蒸气中加热，然后冷却至室温，晶体便会出现颜色。例如： NaCl 黄色 KCl 紫色 FLi 粉红色 F心的实质就是一个负离子 空位和一个被它束缚 的电子所组成的体系。 这种由正离子空位束缚一个电子“空穴”所组成的体系，称为V心。 电子“空穴” 进入晶体的卤素原子（一价负离子形态） 正离子空位 V心（一个正离子空位加一个被束缚的电子“空位”） 另一种简单的色心是V心， 它是将卤化碱晶体在卤族元素 蒸气中进行热处理而形成的。 V心的物理机制及实质 引入非平衡的点缺陷的主要方法？ 1 高温淬火 2 辐照 3 离子注人 4非化学配比 书P76 4.1.3 点缺陷的产生 §4-2 晶体中的扩散 晶体中原子扩散的本质是在热缺陷的不断产生和复合 过程中，晶体中的原子不断由一处向另一处作无规则 布朗运动。 三、扩散的微观机制 （1）易位机制——可能性很小 认为原子扩散通过相邻原子对调位置来实现。参与易位的原子须同时获得足够的能量，而且这将引起晶格畸变。所以，这种机制实现扩散的可能性很小。 三、扩散的微观机制 （2）空位机制——一般比较容易实现 空位周围的原子点据空位，原位置成为新的空位，即通过空位的移动来实现原子迁移，一般比较容易实现。 空位 三、扩散的微观机制 （3）间隙原子机制 间隙原子