固体物理概念答案

基元，点阵，原胞，晶胞，布拉菲格子，简单格子，复式格子。基元：在具体的晶体中，每个粒子都是在空间重复排列的最小单元；点阵：晶体结构的显著特征就是粒子排列的周期性，这种周期性的阵列称为点阵；原胞：只考虑点阵周期性的最小重复性单元；晶胞：同时计及周期性与对称性的尽可能小的重复单元；布拉菲格子：是矢量Rn=mA1+nA2+lA3全部端点的集合，A1，A2，A3分别为格点到邻近三个不共面格点的矢量；简单格子：每个基元中只有一个原子或离子的晶体；复式格子：每个基元中包含一个以上的原子或离子的晶体；晶体的宏观基本对称操作，点群，螺旋轴，滑移面，空间群。宏观基本对称操作：1、2、3、4、6、、、，点群：元素为宏观对称操作的群螺旋轴：n度螺旋轴是绕轴旋转与沿转轴方向平移的复合操作滑移面：对某一平面作镜像反映后再沿平行于镜面的某方向平移该方向周期的一半的复合操作空间群：保持晶体不变的所有对称操作晶向指数，晶面指数，密勒指数，面间距，配位数，密堆积。晶向（列）指数：布拉菲格子中所有格点均可看作分列在一系列平行直线族上，取一个格点沿晶向到邻近格点的位移基失由互质的（l1/l2/l3）表示；晶面指数：布拉菲格子中所有格点均可看作分列在一系列平行平面族上，取原胞基失为坐标轴取离原点最近晶面与三个基失上的截距的倒数由互质的（h1/h2/h3）表示；密勒指数：晶胞基失的坐标系下的晶面指数；配位数：晶体中每个原子（离子）周围的最近邻离子数称之为该晶体的配位数；面间距：晶面族中相邻平面的间距；密堆积：空间内最大密度将原子球堆砌起来仍有周期性的堆砌结构；倒易点阵，倒格子原胞，布里渊区。倒易点阵：有一系列在倒空间周期性排列的点-倒格点构成。倒格点的位置可由倒格子基矢表示，倒格子基矢由…确定倒格子原胞：倒空间的周期性重复单元（区域），每个单元包含一个倒格点布里渊区：在倒格子中如以某个倒格点作为原点，画出所有倒格矢的垂直平分面，可得到倒格子的魏格纳塞茨原胞，即第一布里渊区布拉格方程，劳厄方程，几何结构因子。劳厄方程布拉格方程几何结构因子：对于一定的入射方向，晶胞所有原子或离子沿某一方向的散射波动幅度与一个电子的散射波的幅度之比晶体的结合能，内聚能，内能，弹性模量。内聚能：与分离成各个孤立原子的情况相比，各个原子聚合起来形成晶体后，系统的能量将下降，常把称为晶体的内聚能结合能：是把一个粒子从粒子系统中分离出来或者是将粒子系统全部分离开来所需要的能量内能：是晶体内部一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量总和弹性模量：晶格振动的简谐近似，波恩-卡门边界条件。波恩-卡门边界条件：N个原子连成一个环的周期性边界条件；格波，晶格振动的色散关系，频隙，声学波，光学波，频谱分布函数。格波：晶体中的原子的运动以平面波的形式在晶体中传播，故把晶格振动的波色散关系：即频率-波失关系频隙：布里渊区边界上声学支和光学支之间的频率间隙；声学波：声学波是晶格振动中频率比较低的、而且频率随波矢变化较大的那一支格波。光学波：光学波是复式晶格振动中频率比较高的、而且频率随波矢变化较小的那一支格波。：等于频率至之间简正模式数目除以体积V声子，声子热平衡分布，声子碰撞的正常过程和倒逆过程，非简谐近似。声子：格波能量量子的形象化概念声子是波色子，服从波色统计分布。在温度T处于热平衡晶格中，声子的平均数目为：声子的碰撞必须满足能量守恒和准动量守恒：，对于的情形，碰撞过程中声子动量没有变化，称之为正常过程，否则，称为导逆过程10.晶格振动的比热，德拜模型，爱因斯坦模型，热膨胀，热传导。 晶格振动的比热：高温时为常量，低温时与成正比爱因斯坦模型：晶体中每个原子都已相同的频率独立的做简谐运动德拜模型：对于简单晶格结构的晶体，只有三支声频波，其中两支纵波，一支横波。在低温下热能只能激发长波声子。在长波极限下，晶体可以看作是各向同性的连续由于光学支格波频率高于声学支，所以声学波的声子数多（波色分布）黄昆方程的物理意义是什么？是描述长光频波与电磁波相互耦合的基本方程长光学纵波和长声学纵波能否导致离子晶体的宏观极化？为什么长声学格波等效于连续介质弹性波？长光学波能导致离子晶体的宏观极化，其根源是长光学格波使得原胞内不同的原子（正负离子）产生了相对位移，长声学格波的特点是，原胞内原子没有相对位移。因此，长声学格波不能导致离子晶体的宏观极化。长声学波频率和波矢呈线性关系为什么说长光学横波的能量量子为电磁耦合子?因为长光学横波能与电磁波耦合LST关系的物理意义是什么？T0会发生什么？由于静电介电常数一般总是大于高频介电常数，所以，长光学纵波的频率总是大于长光学横波的频率静电介电常数无穷大，即晶体内部出现自极化自由电子的费米能与哪些因素有关？电子气体的数密度一维，二维，三维自由电子的态密度与温度关系是怎样的？低温下固体的比热与温度关系是怎样的？为什么只有费米面附近的电子对比热有贡献？近自由电子近似和紧束缚近似的适用范围有何不同？其波函数有什么不同？其能隙产生的原因有何不同？近自由电子近似中什么情况用简并微扰？周期场中运动的电子，在布里渊区边界,其波矢和速度分别满足什么方程？为什么周期场中电子的能量是波矢的偶函数和周期函数？一个能带可填充多少个电子？2N为什么要引进电子有效质量这个物理量?进有效质量的意义在于它概括了晶体内部势场的作用，使得在解决晶体中电子在外力作用下的运动规律时，可以不涉及内部势场的作用。有效质量为负的物理意义是什么？有有效质量与能带的宽窄有关系吗？因为波矢为Brilouin区边缘处的k的电子波满足布拉格反射条件,则电子波将要受到晶格原子的强烈反射,使得电子速度下降,从而随着外力的作用,电子的动量不断增大,但是速度却是不断地减小,这就意味着具有负的有效质量一般而言能带宽有效质量小，能带窄有效质量大周期场中电子的动量和准动量是一回事吗?在什么情况下它们相同?在准经典近似下电子的准动量遵循什么方程？用能带论定性解释硅为半导体，而二价碱土金属是导体。碱土金属为立方晶体，每个碱土金属原子有两个价电子，因此，总的价电子数为2N，而碱土金属允许的状态数为N·2=2N，如果电子全部填充第一布里渊区的状态，形成满带，是绝缘体。然而对于碱土金属实际上能带是各向异性的，如图所示：因而第一布里渊区存在未满的状态，而第二布里渊区也有电子占据态，在外场作用下，形成电流，因而，由于能带的各向异性，碱土金属为导体。紧束缚近似中的能带和孤立原子中电子的能级有对应关系吗？紧束缚近似中的能带由孤立原子中的电子能级受邻近原子的相互作用展宽而成在布里渊区边界,费米面为什么要钝化？费米面与布里渊区垂直；因为上边界电子速度总是垂直于边界什么是价带，空带，导带，禁带？空穴的物理量与电子的物理量有什么对应关系？价带：价电子所处的能带；空带：没有填充电子的能带导带：已填但未填满电子，对导电有贡献的能带禁带：介于能带之间不能被电子填充的区域空穴带正电荷e，速度等于该电子速度，有效质量为正，数值上等于该电子有效质量的绝对值金属的电导率与什么因素有关？其电阻与温度关系怎样？第一项由杂质和缺陷对电子的散射引起，与温度无关，后者由晶格振动或声子对电子散射引起，与温度有关什么是朗道能级？晶体在外磁场作用下晶体电子磁场量子化所形成的能级能带论解释金属、半导体和绝缘体。能带论中，固体的能带由准连续分布的能力状态组成，每个状态可填充两个电子，各能带的电子状态为2N，电子对能带的填充遵循能量最低原理以及泡利不相容原理。电子对能带的填充可分为两种情况。电子恰好填充满能量最低的一系列能带，再高的能带全部是空的。由于满带电子不导电，所有尽管有很多电子，不显示导电性，成为非导体。除去完全填满的一系列较