第一章晶体结构《固体物理学》黄昆韩汝琦.pptVIP

01_00_绪论——固体物理_黄昆;绪 论;CrystalStructureofCaCO3;CrystalStructureof YBaCuO;ShapeofSnowCrystal;Be2O3Crystal andGlassofBe2O3;准晶体——1984年Shechtman用快速冷却方法制备的AlMn合金

——电子衍射图中具有五重对称的斑点分布

——介于晶体和非晶体之间的新的状态—准晶态

理想晶体——内在结构完全规则的固体 做完整晶体实际晶体——固体中或多或少地存在有不规则性,在规则

排列的背景中尚存在微量不规则性的晶体;二 固体物理的发展过程;——二十世纪初特鲁德和洛伦兹建立了经典金属自由电子论,对固体认识进入一个新的阶段

——描述晶体比热 杜隆－珀替定律

描述金属导热和导电性质的魏德曼－佛兰兹定律

——十九世纪末叶,费多洛夫,熊夫利、巴罗等独立地发展了关于晶体微观几何结构的理论体系,为进一步研究晶体结构的规律提供了理论依据

—— 1912年,劳厄指出晶体可以作为X射线的衍射光栅;—— 量子理论发展正确描述了晶体内部微观粒子运动过程

——爱因斯坦引进量子化的概念来研究晶格振动

——索末菲在金属自由电子论基础上,发展了固体量子论

——费米发展了统计理论,为以后研究晶体中电子运动的过程指出了方向

—— 20世纪三十年代,建立了固体能带论和晶格动力学;——固体能带论说明了导体与绝缘体的区别,并断定有一类固体,其导电性质介于两者之间 半导体;三 固体物理的学科领域;—— 探索新材料和设计新器件

—— 发展制备材料和器件的新工艺和新理论

—— 固体物理学负担着重多的理论课题

—— 超导理论、多体理论、非晶态理论、表面理论光与物质相互作用等;固体物理领域;四 固体物理的研究方法;根据晶体中原子规则排列的特点,建立晶格动力学理论,引入声子的概念,阐明了固体的低温比热和中子衍射谱

金属的研究——抽象出电子公有化的概念,再用单电子近似的方法建立能带理论

物质的铁磁性——研究了电子与声子的相互作用,阐明低温磁化强度随温度变化的规律

超导的理论——研究电子和声子的相互作用,形成库柏电子对,库柏对的凝聚表现为超导电相变;第一章 晶体结构;——晶体的晶面组合成晶带

——晶面的交线是晶棱相互平行

——方向OO’称为该晶带的

带轴

——重要的带轴通常称为晶轴;雪花结晶花样;H非晶体——不具备长程有序特点,短程有序

——在凝结过程中不经过结晶的阶段,非晶体中分子与分子的结合是无规则的

Be2O3晶体与Be2O3玻璃的内部结构;H多晶体——由两个以上的同种或异种单晶组成的结晶物质,各单晶通过晶界结合在一起

——多晶由成千上万的晶粒构成,尺寸大多在厘米级至微米级范围内变化,没有单晶所特有的各向异性特征

液晶——一些晶体当加热至某一温度T1时转变为介于固体与液体之间的物质,在一维或二维方向上具有长程有序

——当继续加热至温度T2时,转变为液体,用于显示器件准晶体—— 1984年Shechtman用快速冷却方法制备的

AlMn准晶,结构介于晶体和非晶体,长程取向有序,无长程平移对称性;Latticeimageofwater-quenchedAl72Ni20Co8obtainedbytheHighAngleAnnularDarkField(HAADF);§1.1一些晶体的实例

晶格——晶体中原子排列的具体形式

原子、原子间距不同,但有相同排列规则,这些原子构成的晶体具有相同的晶格 如Cu和Ag；Ge和Si等等

1.简单立方晶格

——原子球在一个平面内呈现为正方排列

——平面的原子层叠加起来得到简单立方格子;用圆点表示原子的位置——得到简单立方晶格结构;2.体心立方晶格;体心立方晶格中,A层中原子球的距离等于A－A层之间的距离,A层原子球的间隙——

——原子球的半径

——体心立方晶格结构的金属

Li、Na、K、Rb、Cs、Fe等;体心立方晶格结构金属——Iron;3.六角密排晶格

原子在晶体中的平衡位置,排列应该采取尽可能的紧密方式

——结合能最低的位置

配位数—— 一个原子的周围最近邻的原子数

—— 描写晶体中粒子排列的紧密程度

密堆积——晶体由全同一种粒子组成,将粒子看作小圆球这些全同的小圆球最紧密的堆积

密堆积所对应的配位数—— 晶体结构中最大的配位数;六角密排

——全同小圆球平铺在平面上,任一个球都与6个球相切。每三个相切的球的中心构成一等边三角形

每个球的周围有6个空隙这样构成一层

—— A层

第二层是同样的铺排

—— B层

第三层是同