固体物理绪论

1、：年 份发现者内 容1669意大利科学家斯丹诺(Nicolaus Steno)发现了晶面角守恒定律，指出在同一物质的晶体中，相应晶面之间的夹角是恒定不变的。1784物理法国科学家阿羽依(Rene Just Hauy)提出了著名的晶胞学说。根据这一学说，晶胞是构成晶体的最小单位，晶体是由大量晶胞堆积而成的。1830德国科学家布拉菲1811-1863(A.Bravais)提出了晶体结构的空间点阵学说，认为晶体的内部结构可以概括为是由一些相同的点子在空间有规则地作周期性地无限分布 导出14种点阵1890俄国晶体学家费多洛夫（Fedorov，18531919）在1890年、 德国的数学家熊夫利（A.M

2、.Schonflies，18531928）在1891年，巴洛（Barlow，18451934）在1895年各自建立了晶体对称性的群理论。这为固体的理论发展找到了基本的数学工具，影响深远1914物理德国物理学家劳埃Max von Laue发现 X射线通过晶体的衍射现象，证实了晶体内部原子周期性排列的结构，证明了X射线的波动特性固体物理学发展简史固体物理学发展简史固体物理本身是微电子技术、光电子学技术、能源技术、材料科学等技术固体物理本身是微电子技术、光电子学技术、能源技术、材料科学等技术学科的基础，也由于固体物理学科内在的因素，固体物理的研究论文已占物理学学科的基础，也由于固体物理学科内在的因素

3、，固体物理的研究论文已占物理学中研究论文三分之一以上。中研究论文三分之一以上。 同时，固体物理学的成就和实验手段对化学物理、催化学科、信息科学、生同时，固体物理学的成就和实验手段对化学物理、催化学科、信息科学、生命科学、地学等的影响日益增长，正在形成新的交叉领域。命科学、地学等的影响日益增长，正在形成新的交叉领域。 出生出生) ) 原子操纵原子操纵 固体物理学是一个联结微观世界和固体宏观性质的桥梁固体物理学是一个联结微观世界和固体宏观性质的桥梁 非晶硅非晶硅 固固体体非晶体非晶体晶体晶体准晶体准晶体微晶体微晶体单晶体单晶体多晶体多晶体电子衍射图中具有五重对称的斑点分布电子衍射图中具有五重对称的

4、斑点分布单晶硅单晶硅多晶硅多晶硅 内在结构完全规则的固体，又叫完整晶体。内在结构完全规则的固体，又叫完整晶体。 固体中或多或少地存在有不规则性，在规则排列固体中或多或少地存在有不规则性，在规则排列 的背景中尚存在微量不规则性的晶体。的背景中尚存在微量不规则性的晶体。外来杂质外来杂质物理学家习惯于所谓还原物理学家习惯于所谓还原论的思维方法：论的思维方法：将复杂还原为简单、然后将复杂还原为简单、然后再从简单重建复杂。再从简单重建复杂。 * * 普通物理、四大力学的方式？普通物理、四大力学的方式？ * * 根据所研究物理现象，用都能够接受和理解的假设和前提，建立（抽根据所研究物理现象，用都能够接受和

5、理解的假设和前提，建立（抽象出）近似模型，解释物理现象象出）近似模型，解释物理现象 * * 对比、验证实验结果，修正，再演绎，再验证，对比、验证实验结果，修正，再演绎，再验证， * * 最关键：假设和前提都非常简单、明晰，容易接受最关键：假设和前提都非常简单、明晰，容易接受 * * 当然这样的前提和假定仅仅是某种程度上的近似，这个近似在某些条当然这样的前提和假定仅仅是某种程度上的近似，这个近似在某些条件下不再正确，所以它可能是错的，需要修正件下不再正确，所以它可能是错的，需要修正大量的实验是固体理论的形成基础（验证），并且大量的实验是固体理论的形成基础（验证），并且是新材料、新器件诞生的主要来源。是新材料、新器件诞生的主要来源。几十年来，新技术为固体物理领域的研究提供了优越的手段。几十年来，新技术为固体物理领域的研究提供了优越的手段。 一、晶体的结构一、晶体的结构二、晶体的结合二、晶体的结合三、晶格振动与晶体热学性质三、晶格振动与晶体热学性质四、晶体的缺陷四、晶体的缺陷五、晶