《固体物理》课程教学大纲

1、固体物理课程编号：100096310课程名称：固体物理高等教育层次：本科 课程在培养方案中的地位：课程性质：必修对应于新能源与器件类专业属于BZ专业课程基本模块；开课学年及学期：建议第四学年先修课程：c 建议先修大学物理物理化学课程总学时，学分：64学时，4学分课程教学形式：0普通课程课程教学目标（给出知识能力素养各方面的的具体教学结果）（必填项）1.知悉和理解材料相关的基础知识，包括晶体结构、晶面、界面等基本概念，固体电子论和能带理论，以及实际晶体中的缺陷、杂质、表面和界面对材料性质的影响。2.能够解决材料的设计、及制备方法选择优化、性能改进、不同应用环境下材料使用的优选问题，满足对材料物理

2、及化学性能的要求。3.掌握分析材料物理性能影响因素的能力，掌握材料固态电子论和固体的能带理论等相关的固体物理知识，形成从材料的本质特征解析材料固体物理学性能的习惯，形成有目的调控材料结构、形貌以改善材料性能的意识。4.能够驾驭材料的分析、使用、优化，特别是在新材料领域，能够驾驭功能性材料的选择、制备及改进，具备材料相关领域从事研发工作的知识及技术素养。教学内容、学时分配、与进度安排教学内容学时分配所支撑的课程教学目标教学方法与策略（可结合教学形式描述）（选填）第一章 晶体结构结晶化学基本知识晶体结构4目标1课堂讲授第二章 晶体中的衍射2.1 衍射波的波幅与强度2.2 晶体的倒格子和布里渊区2.

3、3 晶体的衍射条件6目标1 3课堂讲授第三章 晶体的种类3.1离子晶体3.2分子晶体3.3共价晶体3.3金属晶体3.4 氢键6目标1 2 3课堂讲授第四章晶格振动与晶体的热学性质4.1 一维单原子链4.2 一维双原子链4.3 晶格比热6目标1 2 3课堂讲授第五章 晶体中的缺陷5.1 点缺陷5.2 晶体中的原子扩散5.3 位错5.4 面缺陷4目标1 2 3课堂讲授第六章 金属电子理论6.1 金属的电导过程6.2 磁场中金属的输运性质6.3 电子发射6.4 等离子体4目标1 2 3 4课堂讲授第七章 周期场中的电子态7.1 周期性势场和布洛赫电子7.2 近自由电子近似7.3 电子的准经典运动7.

4、4 能带6目标1 2 3 4课堂讲授第八章 半导体中的电子过程8.1 半导体的能带8.2 半导体中电子的统计分布8.3 半导体的电导率和霍尔效应8.4 非平衡载流子6目标1 2 3 4课堂讲授第九章 固体的表面和界面9.1 表面原子结构9.2 表面原子振动9.3 表面电子态9.4 量子霍尔效应4目标1 2 3 4课堂讲授第十章 固体的光学性质10.1 带间跃迁和本征光吸收10.2 极性晶体的晶格光反射和光吸收10.3 拉曼散射10.4 激光器6目标1 2 3 4课堂讲授第十一章固体的磁性11.1 固体的磁性11.2 固体的抗磁性11.3 固体的顺磁性11.4 铁磁性和外斯理论6目标1 2 3

5、4课堂讲授第十二章 介观和纳米固体12.1 ASS效应12.2 纳米微粒12.3 原子簇6目标1 2 3 4课堂讲授考核与成绩评定：平时成绩、期末考试在总成绩中的比例，平时成绩的记录方法。考核方式：闭卷笔试成绩评定：考试占70%，平时成绩占30%, 按百分制给出最终成绩。 平时成绩中作业占20%。 平时考勤占10%。教材，参考书:选用教材：1 黄昆. 固体物理学M. 北京：人民教育出版社，1988.参考书：1 方俊鑫等. 固体物理学M. 上海：上海科技出版社，1981. 2 阎守胜. 固体物理基础M. 北京：北京大学出版社，2003.3 李正中. 固体理论M. 北京：高等教育出版社，1985.

6、大纲说明：1.本大纲是根据能源与环境材料方向教学基本要求、结合新能源材料的特点，并考虑我校教学改革要求而制定的。2.在保证基本教学要求的前提下，教师可以根据实际情况，进行调整，适当增加或删减课程内容。3.本大纲适合能源与环境材料系新能源与器件类专业学生。 编写教师签名： 责任教授签名： 开课学院教学副院长签名： Solid State ChemistryCourse code: 100096310Course name: Solid State ChemistryLecture Hours: 64Laboratory Hours: 0Credits: 4Term(If necessary):

7、The 4th year is preferable.Prerequisite(s): Physics, Physical Chemistry, Course Description:Solid State Physics is one strong branch course of physics for its abundant contents and wide application. It is a basic or compulsory course of Applied Physics. The subject focuses on the relationship betwee

8、n the solid microstructure and particles and the law of their motion. The subject illustrates the solid properties and application, especially solid state theory and band theory. Through all teaching course, students can understand basic description of crystal structure, solid state theory, band the

9、ory and the effect of defect, impurity, surface and interface on material properties. Through the teaching course, students can master the general quality and method of periodic structural solid materials. And the students can know the advanced development in solid state physics fields. The students

10、 are required to penetrate with basic conception, make clear physical image, master basic physical method skillfully and fall to work on analyzing and solving problem by using the learned knowledge synthetically.The main sections of this course: crystal structure, binding of solid, lattice vibration

11、, lattice defect, solid electronic theory, band theory.Course Outcomes:After completing this course, a student should be able to:Understand the basic knowledge: crystal structure, crystal face, solid surface etc., master the knowledge for material research and development, as well as the method and

12、technology to prepare advanced energy materials. Analyze the factors influencing material performance, seek the relationship between material structure and properties.Design functional materials and modify material performance to meet the demands for material physical chemistry properties.Use the fu

13、ndamentals in the application of materials, especially, in the application of energy materials. Course Content:Lectures and Lecture Hours: Crystal structure 4-Basic knowledge of crystal chemistry -Crystal structure Diffraction of the crystal 6 -Diffracted wave -Reciprocal lattice and Brillouin zone

14、-Diffraction pattern of crystals -Evolution of material structureCrystals 6 -Ionic crystal -Molecular crystals -Covalent crystal -Metallic crystal -Hydrogen bondThermodynamics of crystals -One-dimensional monatomic chain -One-dimensional diatomic chain -Lattice specific heatCrystal Defects 4-Point d

15、efects-Line defects-Face defects-Solid solutionElectron theory of metals 4 -Conductivity of metals -Transport property of metal -Electron emission -PlasmonElectronic state in the periodic field 6 -Surface energy -Solid surface structure -Surface properties -Grain boundaryElectronic process in the se

16、miconductors 6-Band gap in the semiconductor-Electron statistical distribution in the semiconductor-Conductivity in the semiconductor and Hall effect-Nonequilibrium carrierSurface and Interface 4 -Surface energy -Solid surface structure -Surface properties -Grain boundaryOptical properties in the solid state 6-Intrinsic light absorption -Lattice light reflection -Raman scattering -Laser deviceMagnetic properties in the solid state 6-Magnetic properties of solid- Diamagnetism of solid-Paramagnetism of solid- fer