固体物理复习

固体物理复习

第一章

了解晶体的共性

了解14种布拉菲格子的晶体结构

掌握“元胞”，“晶胞”的概念

掌握“晶列”的概念，并会求晶向和晶面指数

掌握倒格矢的概念，掌握如何从正格矢求倒格矢。理解倒格矢在何时应用，以及其在应用上的意义。记住从正格矢求倒格矢的公式。

掌握晶体的平移对称性，晶体的对称性的。掌握常用对称性的对称操作。证明五重旋转对称性不存在。会对一个已知对称性的晶体，从其一个格点出发画出其元胞。能找出14种布拉菲格子的对称性。

掌握X射线衍射的基本原理。

第二章

了解原子电负性的概念，理解电负性对晶体结合的影响。

掌握原子组成晶体后电子云如何变化

理解电离能、结合能的概念，以及对与晶体稳定性的关系。

掌握晶体的各种结合类型以及与晶体性质的关系。

理解并掌握两原子之间相互作用势能公式和函数图，并联系第3章理解晶格振动中高阶项（非简谐项）的对热膨胀的意义。

会求2个极性分子结合力。

了解雷纳德-琼斯势，并会求一些给定晶体结构的A6，A12。

会求离子晶体埃夫琴晶胞的马德隆常数。

第三章

对晶格振动的物理图象有充分的了解：包括原子如何振动，用什么东西描述，能量分配如何。

由于周期性，各个原子之间的动作容易协调，使晶体容易形成步调一致的运动——格波。（周期性势场对于原子振动的作用）

一维简单格子：

（1）既然是无线长，我们有理由认为每个原子的振动情况一样，边界条件也一样

（2）既然每个原子一样，边界条件一样，我们可以具有周期性边界条件：

Un=Un+1

(3) 可以只讨论其中1-3个原子，将原子的周围环境的影响考虑进去，其他近似忽略；

同时这个原子的振动状况代表所有原子的状况。因为所有原子具有相同的振动模式。

（4） 我们猜测晶体是保守系统。其晶格振动引起的力也是保守力。

理解什么叫做“声子”，声子有哪些特性？记住声子的分布公式。

理解长波声学波和长波光学波的物理意义。

掌握晶格振动谱的测试方法有哪些？测试远离？在什么情况下用那些方法？

掌握如何求晶格振动的热容。理解杜隆-帕替热容模型、爱因斯坦热容模型、德拜热容模型的优缺点。他们各自近似适用的材料是哪些？

理解晶格非简谐效应对晶体热膨胀和热传导的意义。对于晶格热膨胀效应能用图说明。

从相互作用势中求某些参数。

第四章

了解晶体中各种缺陷类型和特点。

了解晶体中缺陷物质扩散机制。

了解影响扩散速度的因素。

第五章

1掌握晶体中电子的运动特性和能量状态规律。

运动特性：电子在整个晶体的所有原子上做共有化运动。

能量状态规律：每个电子有N种选择（选择在哪个原子周围）选择在不同的原子周围总体能量有区别（对势场的分布有影响），因此应该整个晶体应该对应不同的电子能级。这个能级指的是整个晶体的能级。应该有N个可能的能级。由于能级之间距离很小，实验无法区别，因此由N个能级组成一个能带。一般地，一个单个原子的能级对应整个晶体的一个能带，当然，能带之间可能由于展开后重叠，因此可能能带数少于能级数。

电子公有化后，电子的波函数不再单是在原来原子的波函数，而是整个原子波函数的叠加。

晶体中与孤立原子对应的每一个能级都是简并的，但由于共有化运动，每一个原子除受到原子实的作用外，还受到其他原子实和电子的作用，结果使简并解除。能级成许多能量相近的子能级，形成“能带”。能级的程度与该能级电子的共有化程度密切相关。

2理解“能带”、禁带的概念。理解“原子周期性排列“是决定晶体声子和电子的决定因素。

能带：整个晶体应该对应不同的电子能级。这个能级指的是整个晶体的能级。应该有N个可能的能级。由于能级之间距离很小，实验无法区别，因此由N个能级组成一个能带。

宽度由相邻的原子波函数重叠程度决定，共有化程度决定。

晶体中与孤立原子对应的每一个能级都是简并的，但由于共有化运动，每一个原子除受到原子实的作用外，还受到其他原子实和电子的作用，结果使简并解除。能级成许多能量相近的子能级，形成“能带”。能级的程度与该能级电子的共有化程度密切相关。

晶体原子的内层电子，由于共有化程度低，他们主要是在近邻原子之间的势场中运动，因此他们的能量除了决定于与原来所在的原子实相互作用的“库伦能”外，还取决于与近邻原子之间的“共振能”，共振能的存在使内层电子的能级发生，形成能带。

禁带：书p1

推出波函数的过程利用了“原子周期性排列”的特点，同时晶格振动能量是量子化的，增减是以声子为计量的，即晶格振动能决定声子分布，而原子振动或称为胳膊振动是周期性的。

3了解“布里渊区“、”简约布里渊区“的概念。

4理解布里渊边界的 布拉格反射式是形成禁带的原因。

在简并情况下，波矢k＝nπ／a正好符合布拉格反射条件，入射平面波遭到周期性势场的全反射，从而显著地改变了电子的行为，使电子能量发生跃迁，产生禁带。

5了解等能面的概念。

6会画布里渊区。P171

7会从能带函数求能带顶，能带低，能带宽度、电子有效质量。

8会从能隙判断材料吸收光的情况。

能带隙越大，最大吸收峰的波长越小，因为跃迁需要的能量大（？）

9了解如何从能隙判断绝缘体、半导体、金属。

在绝对零度的情况下，费米能级在能带内部的是金属

0k下 能隙大的是绝缘体 能隙小的是半导体材料

10理解电子有效性

11周期性排列的晶格材料来说，它的电子波函数形式（一维）一定具有平移对称性