“材料物理”教学大纲.doc

“材料物理”课程教学大纲 课程名称：材料物理 Material Physics 课程代码：座机电话号码 课程学分/学时：3 / 48 先修课程： 高等数学、物理、1.使学生从微观的成分、结构、缺陷以及电子、原子（离子）运动出发，探讨材料的宏观性质。.使学生掌握材料物理的基本概念、基本知识、基本理论、基本思维方法3.学会从微观本质出发去研究材料宏观性质的思路微观成分、结构、缺陷。本课程适用于材料类本科专业主修，也适用于物理、化学、宝石学类专业本科修读。。1 统计物理理解宏观态与微观态的关系，费米子、玻色子理解微观粒子全同可辨、粒子相空间、统计假设、微观状态数 热力学概率 理解玻兹曼统计、费米统计、玻色统计的基本原理。掌握玻兹曼、费米、玻色及三者的关系，掌握量子态密度、费米能级含义。玻兹曼2 材料的缺陷掌握亚晶格、晶格缺陷的概念，熟练掌握点缺陷的Kr?ger-Vink符号、缺陷浓度的含义、缺陷反应的书写规则掌握点缺陷的形成方式。理解点缺陷的局域能级理解质量作用定律应用于缺陷反应的条件，掌握本征点缺陷热力学平衡的推导，学会分析点缺陷平衡，掌握点缺陷浓度与温度、非化学计量、气氛、掺杂的关系。-密度法、密度-晶格常数测定法判断缺陷类型。理解点缺陷的材料学意义。 理解点缺陷扩散的机理。通过分析结构模型直观理解。3 材料的理解晶格振动、格波能量的概念声子的概念解材料热容的杜隆--柏替定律、柯普定律解德拜热容模型热容与结构、物态、相转变的关系理解热膨胀及热膨胀系数 包括线膨胀系数和体膨胀系数 的概念，理解热膨胀机理，理解热膨胀与熔点、结合能、热容的关系，理解成分、结构、缺陷对热膨胀的影响理解热传导的概念及其宏观规律，掌握热传导的微观机理 声子热导、光子热导、电子热导 ，掌握温度、成分、结构对热传导的影响，理解非晶态热传导的特征及其与晶体热导的差异。 材料的磁学掌握电子磁矩电子轨道磁矩、电子自旋磁矩、原子离子总磁矩，掌握Hund法则并会计算基态原子离子磁矩了解抗磁、顺磁物质的磁性特点掌握铁磁性物质的特征，了解居里-外斯定律，了解铁磁性的分子场估计，理解直接交换作用理论、能带理论模型掌握反铁磁性、亚铁磁性的微观本质及宏观特征，理解间接交换作用掌握尖晶石型、石榴石型铁氧体的结构及其与磁性的关系，理解掺杂对磁性的影响了解铁磁（亚铁磁）体的相互作用能，理解磁畴、磁畴壁、单畴概念，理解磁畴形成。磁化的微观机理。 材料的电导掌握电导率、迁移率的 宏观、微观 物理意义及数学表达式理解电子、空穴有效质量掌握本征半导体、掺杂半导体、非化学计量半导体电子性载流子浓度的计算及影响因素，掌握掺杂补偿载流子浓度，理解温度对半导体电导率的影响掌握非平衡载流子概念，理解非平衡载流子的注入、寿命、复合理论（直接复合、间接复合、表面复合、俄歇复合）掌握离子电导与离子扩散的关系，从微观机构理解离子电导的本质、离子迁移率及其势垒的关系，掌握离子电导率微观表达式理解快离子导体的概念、结构特征，掌握α-AgI、β-Al2O3、CaF2 ZrO2 、MoS2等结构型离子导体的结构特征与导电特征，离子导体理解通道尺寸、活化能、亚晶格无序、配位数、极化率、化学键、迁移离子的浓度、路径系数对离子迁移的影响。 材料的理解光的本征吸收、载流子吸收、杂质吸收、晶格吸收，激子吸收，吸收光谱发射光谱、激发光谱掌握材料的本征辐射跃迁、能带和杂质能级之间的跃迁、施主到受主的跃迁、等电子中心的跃迁激子掌握激光的特性方向性、单色性、高，激光产生，红宝石。、光生伏特效应原理 电介质材料的极化理解电极化、电介质、极化率的概念，了解宏观电场、局部电场、洛伦兹场的概念，理解电极化的克莫方程掌握电子弹性位移极化、离子弹性位移极化、离子松弛极化、电子松弛极化、转向极化、空间电荷极化的形成机理与特征，了解高介晶体的极化掌握压电效应及其本质，掌握压电，压电晶体、压电材料的概念，能根据点群对称性压电性、压电常数，理解电致伸缩掌握自发极化热释电效应的本质掌握铁电性及其微观本质、宏观特征，掌握铁电的位移型相变、有序-无序相变，理解电畴、电畴运动，掌握铁电，能解释电滞回线理解电场、温度、时间对预极化的影响理解掺杂的移峰效应、展宽效应。铁性概念及其微观机理。