固体物理精品教学（华南理工大学）（吴宏滨老师07）第二章-晶体中电子在电场和磁场中的运动6.pdfVIP

发光材料与器件国家重点实验室 State key Laboratory of Luminescent Materials and Devices 本科教学本科教学 固体物理固体物理 吴宏滨 年1111月月66 日日 电子邮件：hbwu@scut.edu.cn 高分子光电材料与器件研究所 发光材料与器件国家重点实验室 1 华南理工大学，材料科学与工程学院，本科课程 固体物理，讲义 发光材料与器件国家重点实验室 2.1 晶体中电子的运动特征 一. 波包与电子速度波包与电子速度 二.电子的准动量 三.电子的加速度和有效质量 见黄昆书5.1节p237 2.2 在恒定电场作用下电子的运动 一.在k 空间中的运动图象 二二.在实空间中的运动图象在实空间中的运动图象 见黄昆书5.2节p245 *本章讲义来源于中国科学技术大学王关中教授 2 华南理工大学，材料科学与工程学院，本科课程 固体物理，讲义 发光材料与器件国家重点实验室 能带理论——20世纪最重要理论之一 量子论是“活”的理论，在有效哈密顿量的前提下，对 不同的系统输入不同的相互作用以及对称性不同的系统输入不同的相互作用以及对称性，，它可以展现千变它可以展现千变 万化的状态，如铁磁性，高温超导体，量子霍尔效应，自旋玻 璃，拓扑绝缘体等。 实际上，从1950年到2011年，仅有不到10年的诺贝尔物理学 奖和量子理论无关奖和量子理论无关——量子理论主导了物理学的发展进步量子理论主导了物理学的发展进步。其中其中，有有 超过10年的获奖内容和能带论直接相关。从这个角度，没有其他任何 一个衍生理论能与之媲美（相对论属于基本理论）。此外，改变人类 人生活方式的电子计算机人生活方式的电子计算机，以是半导体物理和器件为元件以是半导体物理和器件为元件，而这些元而这些元 件的理论基础就是能带论。由此说能带论是20世纪最重要的理论之一 ，并不为过。 3 华南理工大学，材料科学与工程学院，本科课程 固体物理，讲义 发光材料与器件国家重点实验室 从氢原子玻尔模型到能带的概念 先考虑先考虑一个假设的原子个假设的原子XX ，，它仅有它仅有一个能级个能级，，能量为能量为EE，， 每个X原子也只有一个电子，如图1第1步 4 华南理工大学，材料科学与工程学院，本科课程 固体物理，讲义 发光材料与器件国家重点实验室 我们进一步考虑两个单能级原子X1和X2 ，它们在空间上互相靠近，如下图2