固体物理第一至第七章总复习.ppt

上 页 下 页 结 束 返 回 总 复 习 上页 机动 下页 结束 返回 第一章 物理学和力学 第一章 晶体结构 一、晶体的宏观特性：周期性、对称性、方向性（各向异性） 二、晶体的微观结构 1. 空间点阵（布拉伐格子） 基元、布拉伐格子、格点、单式格子、复式格子 晶体结构＝基元＋空间点阵 布拉伐格子（B格子）＝空间点阵 复式格子＝晶体结构 复式格子≠B格子 2.原胞 初基原胞、基矢、威格纳－赛兹原胞（W－S原胞，对称原胞） 3.惯用晶胞和晶格常数（单胞和单胞基矢） 三、常见晶体结构 致密度（又称空间利用率）、配位数、密堆积 1. 简单立方（sc） 配位数＝6，惯用原胞包含格点数 = 1，惯用原胞包含原子数 = 1 2. 面心立方（fcc）配位数＝12，惯用原胞包含格点数＝4，惯用原胞包含原子数 = 4 3.体心立方（bcc) 配位数＝8，惯用原胞包含格点数＝2，惯用原胞包含原子数 = 2 4. 金刚石结构 配位数＝4 ，B格子是fcc ，惯用原胞包含格点数＝4，基元内原子数＝2 （同种元素），惯用原胞包含原子数＝2x4=8 5. 闪锌矿结构（立方硫化锌结构） 配位数＝4 ，B格子是fcc，惯用原胞包含格点数＝4，惯用原胞包含原子数＝8 6. 氯化铯（CsCl)结构 配位数＝8， B格子是sc，惯用原胞包含格点数＝1，惯用原胞包含原子数＝2 7. NaCl结构 配位数＝6 ，B格子是fcc，惯用原胞包含格点数＝4，惯用原胞包含原子数＝8 8. 六方密排结构（hcp) 配位数=12，基元内原子数＝2，惯用原胞体积是初基元胞体积的3倍 四、晶体结构的对称性 基本对称操作 （1） 旋转：晶体只有1，2，3，4，6五种转轴，常用C1，C2，C3，C4，C6表示 （2）中心反演 (用i表示) （3）镜面反映（用σ表示） （4）旋转反映 五、晶向指数和晶面指数 1.晶向指数[m,n,p] 2.晶面指数（密勒指数）（hkl） 六、倒格子与布里渊区 1. 倒格子： （1）定义（倒易点阵基矢 ） （2）倒格子的重要性质（正倒格子间的关系） 2. 布里渊区（B.Z） （1）定义 （2）画图 七、三维7大晶系和14种布拉伐格子，二维4大晶系和5种布拉伐格子 基本要求： 1、基本概念清晰（例如：基元、布里渊区等） 2、熟练掌握8种常见晶体结构的特点 3、会计算致密度、布里渊区体积、正倒格子原胞体积 4、会画立方晶系的晶向、晶面，简单二维晶格的第一、第二布里渊区。 5、能列出三维7大晶系和14种布拉伐格子，二维4大晶系和5种布拉伐格子 6、熟悉正倒格子间的关系 第二章 晶体结合 一、原子的负电性 负电性＝常数（电离能＋亲和能） 电离能：让原子失去电子所必需消耗的能量 亲和能：处于基态的中性气态原子获得一个电子所放出的能量 负电性大的原子，易于获得电子。 负电性小的原子，易于失去电子。 二、晶体结合的基本类型及其特性 1、离子结合：正负离子之间的库仑相互作用，强键 2、共价结合：依靠共用电子对结合，强键；饱和性和方向性 3、金属结合：共有化电子与正离子实库仑作用，强键 4、范德瓦尔斯结合 ：瞬时电偶极矩之间的有效吸引作用，弱键 5、氢键结合：一个氢原子同时与两个电负性较大的原子结合，形成一个强的共价键和一个弱的离子键，饱和性。 三、基本概念： 平衡间距、结合能、马德隆常数、雷纳德-琼斯（Lennard-Jones）势、sp3杂化、共价键饱和性和方向性、原子的负电性 四、基本计算 1、两个粒子之间的相互作用势能，如果分别用吸引势能和排斥势能来表示，可用幂函数表示 2、平衡间距 3、离子晶体的结合能 4、分子晶体的结合能 基本要求： 1、掌握晶体结合的基本类型及其特性 2、会相关的基本计算 3、会解释sp3杂化、共价键饱和性和方向性 第三章 晶格振动 一、一维单原子晶格的振动 1. 物理模型 2. 近似条件：最近邻近似、简谐近似 3. 分析受力：牛顿方程 4. 定解条件―――玻恩－卡曼条件（周期性边界条件） 概念： （1）格波 （2）色散关系 （3）q的取值（第一布里渊区内） （4）格波数（模式数）：N 二、一维双原子链的晶格振动 1.模型 2.色散关系 3.关于声学波和光学波的讨论