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(3.60)--近自由电子近似1固体物理
模型：假定周期场起伏较小，而电子的平均动能比其势能的绝对值大得多。作为零级近似，用势能的平均值代替V(x)，把周期性起伏V(x)-作为微扰来处理。近自由电子近似VVV近自由电子近似2V()()()ˆ0000xxExHkkkLAAexikxk1,)0(VmkEk2220kkkNakxxx)d()(00VxmH2220dd2式中ˆ归一化因子中引入晶格长度L=Na，N为原胞的数目，a是晶格常数（原子间距）周期性边界条件可以得到k只能取下列值，（l=整...
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(3.59)--近固体物理固体物理
模型：假定周期场起伏较小，而电子的平均动能比其势能的绝对值大得多。作为零级近似，用势能的平均值代替V(x)，把周期性起伏V(x)-作为微扰来处理。近自由电子近似VVV()()()ˆ0000xxExHkkkLAAexikxk1,)0(VmkEk2220kkkNakxxx)d()(00VxmH2220dd2式中ˆ归一化因子中引入晶格长度L=Na，N为原胞的数目，a是晶格常数（原子间距）周期性边界条件可以得到k只能取下列值，（l=整数）2)Na(lk...
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(3.58)--费米能固体物理
费米能eVaVVCCC晶格振动比热晶体电子比热VVTECE---晶体的平均内能由实验规律得到的高温和低温下晶格的比热(1)在高温时，晶体的比热为3nNkB(n原胞中原子数，N原胞数，nN为晶体中原子的个数,kB=1.3810-23JK-1为玻尔兹曼常量)；(2)在低温时，晶体的比热按T3趋于零。金属中电子平均能量0()()fEENEdEENf(E)为费米分布函数，N(E)为电子的能态密度，N为晶体内电子的总数.0()()fENEdEN总的...
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(3.57)--费米分布函数固体物理
金属电子论量子模型关键词：电子热容、电子费米面，平均费米能，费米半径、费米速度费米面与电子分布的关系电子能带填充费密分布函数11)(TkEEBFefE11)(TkEEBFeEfkB：玻耳兹曼常数T：绝对温度EF：费米能级或化学势——其意义是在晶体体积不变的条件下，增加一个电子时，系统自由能的增量。ifEiN)(电子的总数——对所有的本征态求和费密分布函数电子气体服从费米—狄拉克统计11)(TkEEBFeEf物理意义：热平衡...
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(3.55)--能态密度固体物理
能态密度孤立原子与固体中电子能级分布特点固体中的电子能级原子中电子的本征态分立的能级分布情况描述具体标明各能级能量准连续分布特点：异常密集分布情况描述“能态密度函数N(E)”5.9.2能态密度的定义1、能态密度函数定义：在E—E+ΔE能量范围内的能态数目用ΔZ表示，则能态密度函数定义为：dEdZNE)(或E0()limZNEE认识k空间波矢K与能量E一一对应a）电子的能带结构能态密度的计算方法Ⅰ.状态数ΔZ的确定在空间中...
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(3.54)--能带论基础固体物理
能带论的基础首例单原子晶体管研究使用扫描透射电子显微镜的聚焦电子束使硅杂质在六边形石墨烯晶格内移动电子共有化现象价电子不再为单个原子所有的现象，可以在不同原子中的相似轨道上转移。微扰理论近自由电子模型：晶体中的价电子行为很接近于自由电子，周期性势场的微弱起伏作为微扰量。紧束缚模型：孤立原子的解作为零级近似，把周围原子上电子的作用看成了微扰。电子具有分离的能级如1s,2s,2p等能带论的起源能级将分裂成N...
2024-04-2001.5 MB0
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(3.51)--紧束缚近似固体物理
紧束缚近似——原子轨道线性组合法一、基本思想二、模型与微扰计算三、原子能级与能带的对应主要内容：AOarRmrRm电子原子)()()(miimimRrRrRVrm222)()(RmVrUrVmmimRrkakr)((),)(孤立原子本征方程共有化运动波函数晶格中电子波动方程()()()222rErUrm微扰势mmin...
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(3.47)--电负性固体物理
原子的电负性电离能:指原子失去一个电子所需能量；第一电离能：从原子中移去第一个电子所需要的能量第二电离能：从正1价离子中再移去一个电子所需要的能量为电离能越大，电子越难失，越易得——易得难失。原子电离能中性原子–e=正离子电离能（单位：ev）元素NaMgAlSiPSClAr电离能5.1387.6445.9848.14910.5510.35713.0115.755元素KCaGaGeAsSeBrKr电离能4.346.1116.007.889.879.75011.8413.996亲和能:原子捕获一个电子放出能量；...
2024-04-2002.87 MB0
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(3.42)--模式密度固体物理
模式密度频率分布函数(模式密度)nlim0)((1)定义:单位频率间隔内的振动模式数。m0()d设晶体有nN个原子,则nN3其中m是最高频率，又称截止频率。模式密度求解过程的图示——请注意波矢密度的桥梁作用波矢空间波矢单元波矢密度2π)3(VCm22aω2aqM220一维双原子链色散关系波矢密度2π)3(VC两个等频面间的体积等频面间振动模式数（单支格波）等频面间模式密度（单支格波）()晶格...
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(3.41)--晶面指数固体物理
晶面及晶面指数（请注意晶面指数求解过程中两种出发点的异同处）二、晶面的表征1.晶面指数（IndexofLatticePlane）：描述原胞中晶面的方向若用在晶胞上一般称密勒指数。通过任一格点还可以作一些全同的晶面，从而构成一族平行晶面，并使所有的格点都在该族平行晶面上。这样一族晶面平行、等距且各晶面上格点分布情况相同。通过一格点，可以作无限多族的平行晶面。Key：认清三个重要的晶面1、任意平面2、过基矢的平面3、离原点最...
2024-04-2001.94 MB0
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(3.36)--晶列指数固体物理
晶列及晶列指数关键词：正格矢（位矢）晶向晶列指数晶体具有各向异性，因此有必要识别和标志晶格中的不同方向。晶向的表征1.晶列（CrystalArray）所有格点可以看成分列在一系列相互平行的直线系上，这些直线称为晶列，如图所示。也就是晶体外表上所见的晶棱晶列的特点(3)同一平面内，相邻晶列间的距离是否相等。(1)一族晶列族是否包含所有的格点；(2)每列上格点分布是否具有周期性是是是平行晶列组成晶列族同一格点可以形成方向...
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(3.34)--晶体的共性固体物理
晶体的共性关键词：（3+3属性）1.长程有序性（也称之为周期性或平移对称性）在微米量级的范围是有序排列一维：等距离的点平移单元二维：平行四边形或六边形三维：平行六面体表现为：有固定的熔点（阶梯状温度曲线）晶体和非晶体融化时的温度变化曲线表现为：有规则的外形遵从：晶面角守恒定律1abcd22.自限性晶体所具有的自发地形成封闭凸多面体的能力称为自限性。“凡草木花多5出，雪花独六出”——《韩诗外传》西汉雪花的...
2024-04-2009 MB0
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(3.33)--晶体的共性固体物理
晶体的宏观特性关键词：（3+3属性）1.长程有序性（也称之为周期性或平移对称性）在微米量级的范围是有序排列一维：等距离的点平移单元二维：平行四边形或六边形三维：平行六面体表现为：有固定的熔点（阶梯状温度曲线）晶体和非晶体融化时的温度变化曲线晶体非晶体Latticeimageofwater-quenchedAl72Ni20Co8obtainedbytheHighAngleAnnularDarkField(HAADF)准晶体准晶体具有5重对称性的电子衍射图表现为：有规则的外形遵从：晶...
2024-04-2008.51 MB0
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(3.31)--德拜模型固体物理
德拜模型（1）晶体视为连续介质，格波视为弹性波；1.模型:（2）有两种类型的振动，有一个为纵波，两个为横波；（3）晶格振动频率在之间(D为德拜频率)D0~徳拜模型一维单原子链格波——长波极限情况),0(aqq0当2)msin(aq2/amq2sin(2)qaqa德拜模型模式密度的计算vqv是波速徳拜模型由弹性波的色散关系：=vq有模式密度表达式sqcqsVdπ233v2πcsVds...
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(3.30)--固体物理固体物理
一维简并微扰的计算)()()(00xBxAxkk对于在附近的k状态1，)π(1，)π(1ankank1.零级波函数忽略所有其它状态，nak这种处理接近状态的方法，实际上就是一般简并微扰的方法。在简并微扰的问题中，原来有若干状态能量相同，在零级微扰计算中，正是根据波动方程求得这些简并态之间的适当线性组合，其它能量不同状态的影响，只在进一步近似中才考虑。与此相似，在波函数中我们取了和两态的线...
2024-04-200401 KB0
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(3.29)--帯隙条件固体物理
帯隙条件近自由电子近似能带布里渊区与能带沿每个方向在布里渊区界面处能带断开，但不同方向断开时的能量取值不同，使能带有发生交叠的可能。OCBAkkB是第二布里渊区能量最低点；A是第一布里渊区与B相邻的点；C是第一布里渊区能量最高点；C点能量高于B点。能带间的交叠ananAEBEananCEE(k)(k)Ekk12沿OA方向能带图示沿OC方向能带图示222002nknkkVkEVmEE*20011()nixikxikxnaknkkVxeeeEEL...
2024-04-200845.8 KB0
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(3.28)--布里渊区固体物理
定义：在倒格子空间中，以某一格点为原点，作所有倒格矢G的垂直平分面，这些平面将倒易空间分割为许多包围原点的多面体，其中离原点最近的多面体称为第一布里渊区。布里渊区离原点次近的多面体与第一布里渊区的表面所围成的区域称为第二布里渊区，同理类推，可得第三、第四布里渊区等。布里渊区例一：二维正方格子的布里渊区倒格子基矢：jaaibb2221,12122(),(,)Ghihjhha�倒格矢为为整数正格子原胞基矢)(...
2024-04-2005.41 MB0
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(3.25)--对称性操作固体物理
晶体的对称性1.6.1旋转对称性的定义及矩阵表示对称性与对称操作对称操作所依赖的几何要素。对称性：经过某种动作后，晶体能够自身重合的特性。对称操作：使晶体自身重合的动作。对称素：简单对称操作(旋转对称、中心反演、镜象、旋转反演对称)(1)旋转对称(Cn,对称素为线)若晶体绕某一固定轴转以后与自身重合，则此轴称为n次(度)旋转对称轴。n2π123A(x,x,x)123(,,)BxxxOXZY当OX绕Ox1转动角度时，图中123(,,)Axxx123...
2024-04-2023.93 MB0
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(3.23)--太阳能电池固体物理
•材料按导电性分：导体半导体绝缘体导体：金属当金属表面在特定光辐照作用下，金属会吸收光子并发射光电子。光电效应:物质吸收光子（photon）并激发出自由电子的行为。•太阳能材料为哪种类型材料？PN结中载流子的运动a.扩散运动电子和空穴浓度差形成载流子的扩散运动。b.扩散运动形成空间电荷区——耗尽层。PN耗尽层空间电荷区+-PNc.空间电荷区产生内电场空间电荷区正负离子之间电位差Uho——内电场；内电场阻止多子的扩散—...
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(3.21)--四个量子数固体物理
四个量子数核外电子排布规则原子结构模型的实验确定3原子自由态能量高R0晶体中原子的平衡位置此处引力与斥力相同放出的能量为结合能以i原子为中心与其他原子相互作用势能和以t原子为中心与其他原子相互作用势能和=计算结合能二者相互作用只记一次晶体类型汤姆孙模型卢瑟福金箔实验•原子结构n是主量子数，主要表示能量的大小，体现出电子距离原子核的“平均距离”的远近，即层的概念，用K，L，M，N表示；eVnEn2136.l是...
2024-04-2007.06 MB0
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