2021年度固体物理重要知识点总结.docVIP

固体物理重要知识点总结 晶体：是由离子，原子或分子（统称为粒子）有规律排列而成，具备周期性和对称性 非晶体：有序度仅限于几种原子，不具备长程有序性和对称性 点阵：格点总体称为点阵 晶格：晶体中微粒重心，周期性排列所构成骨架，称为晶格 格点：微粒重心所处位置称为晶格格点（或结点） 晶体周期性和对称性：晶体中微粒排列按照一定方式不断做周期性重复，这样性质称为晶体构造周期性。晶体对称性指晶体通过某些对称操作后，仍能恢复原状特性。（有轴对称，面对称，体心对称即点对称） 密勒指数：某一晶面分别在三个晶轴上截距倒数互质整数比称为此晶面密勒指数 配位数：可用一种微粒周边近来邻微粒数来表达晶体中粒子排列紧密限度，称为配位数 致密度：晶胞内原子所占体积与晶胞总体积之比称为点阵内原子致密度 固体物理学元胞：选用体积最小晶胞，称为元胞：格点只在顶角，内部和面上都不包括其她格点，整个元胞只具有一种格点：元胞三边平移矢量称为基本平移矢量（或者基矢）；突出反映晶体构造周期性 元胞:体积普通较固体物理学元胞大；格点不但在顶角上，同步可以在体心或面心上；晶胞棱也称为晶轴，其边长称为晶格常数,点阵常数或晶胞常数；突出反映晶体周期性和对称性。 布拉菲格子：晶体由完全相似原子构成，原子与晶格格点相重叠并且每个格点周边状况都同样 复式格子：晶体由两种或者两种以上原子构成，并且每种原子都各自构成一种相似布拉菲格子，这些布拉菲格子互相错开一段距离，互相套购而形成格子称为复式格子，复式格子是由若干相似布拉菲格子互相位移套购而成 声子：晶格简谐振动能量化，以hvl来增减其能量，hvl就称为晶格振动能量量子叫声子 非简谐效应：在晶格振动势能中考虑了δ2以上δ高次项影响，此时势能曲线能是非对称，因而原子振动时会产生热膨胀与热传导 点缺陷分类：晶体点缺陷：①本征热缺陷：弗伦克尔缺陷，肖脱基缺陷②杂质缺陷：置换型，填隙型③色心④极化子 布里渊区：在空间中倒格矢中垂线把空间提成许多不同区域，在同一区域中能量是持续，在区域边界上能量是不持续，把这样区域称为布里渊区 爱因斯坦模型在低温下与实验存在偏差根源是什么？ 答：按照爱因斯坦温度定义，爱因斯坦模型格波频率大概为1013Hz，属于光学支频率，但光学格波在低温时对热容贡献非常小，低温下对热容贡献大重要是长声学格波，也就是说爱因斯坦没考虑声学波对热容贡献是爱因斯坦模型在低温下与实验存在偏差根源。 陶瓷中晶界对材料性能有很大影响，试举例阐明晶界作用 答：晶界是一种面缺陷，是周期性中断区域，存在较高界面能和应力，且电荷不平衡，故晶界是缺陷富集区域，易吸附或产生各种热缺陷和杂质缺陷，与体内微观粒子（如电子）相比，晶界微观粒子所处能量状态有明显差别，称为晶界态。 在半导体陶瓷，普通可以通过构成，制备工艺控制，使晶界中产生不同来源受主态能级，在晶界产生能级势垒，明显影响电子输出行为，使陶瓷产生一系列电功能特性（如PTC特性，压敏特性，大电容特性等）。这种晶界效应在半导体陶瓷发展中得到了充分体现和应用。 从能带理论角度简述绝缘体，半导体，导体导电或绝缘机制 答：⑴在金属能带中，价带与导带迭合，价带中存在空能级或者价带全满但导带中有电子，故电子易迁移进入较高能量状态空能级中，金属具备优秀导电性⑵在绝缘体能带中，其价带所有填满，而导带所有为空能级，在价带与导带之间存在很宽禁带（3.0eV），因而电子难以由价带跃迁到导带中，绝缘体导电性很差⑶半导体能带构造与绝缘体相似，但其禁带较窄(3.0eV),因而在外电场激发下(如热激发),电子可由价带跃进导带中而导电,如果在禁带中接近导带(或价带)位置引入附加能级(施主或受主)将明显提高半导体导电性. 画出钙钛矿晶体构造,并指出它是由哪几种布拉菲格子构成 答:此为钙钛矿构造(BaTiO3,SrTiO3等),A,B,O1,O2,O3各自构成5个简朴立方布氏格子套购而成。 试从结合键角度阐明水在结冰是何以会膨胀？ 答：水结成冰，是从液态往固态转化，形成晶体构造，晶格与晶格之间是通过氢键结合，氢原子不但与一种氧原子结合成共价键O-H，并且还和另一种氧原子结合，但结合较弱，键较长，用O-H表达，氧原子自身则构成一种四周体。 典型自由电子理论要点,用其解释金属电性能 答:要点:金属晶体就是靠自由价电子和金属离子所形成点阵间互相作用而结合在一起,这种互相作用称为金属键. ⑴金属中存在大量可自由运动电子,其行为类似抱负气体⑵电子气体除与离子实碰撞瞬间外,其她时间可以为是自由⑶电子←→电子之间互相碰撞(作用)忽视不计⑷电子气体通过与离子实碰撞而达到热平衡,电子运动速度分布服从M—B典型分布. 在金属中自由价电子数目是较多且基本上不随温度而变,因此当温度升高时候,金属电导率变化重要取决去电子运动速度.由于晶格中原子和离