Transcript 固体物理I - 薄膜科学与技术实验室

固体物理 I
朱满康
[email protected]
王
[email protected]
波
什么是固体物理学?

固体物理学(凝聚态物理学)


研究固体的结构及其物理性质的物理学分支学科
主要研究固体的原子结构以及固体中电子与原子、
电子与电子、原子与原子之间的各种相互作用和
由这些相互作用决定的固体材料的各种性质。


《辞海》
凝聚态物理学，相对于固体物理学，是更为合适
的名称

许多与固体相关的一些概念也可适用于液体.
2
固体物理学的目的

了解固体材料的性质及其原子-电子相互作用的
关系
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
众多的原子核和电子通过静电力发生相互作用，人们通
过薛定谔(Schrödinger)方程，预测固体材料的性质.
了解决定固体行为的基本定律.
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

晶体结构↔衍射行为
晶格振动↔ Debye热容理论
导电性能↔能带理论
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研究对象

课程主要讨论的对象是晶态固体：



具有有序重复排列原子结构的固体
许多重要的固体是晶态的.
晶态材料的计算和表征更为容易，理解晶态
固体的行为获得的进展远大于非晶态固体.
4
研究对象
固体在不同物质状态下的电导
石
墨
金刚石
石墨烯
They are all just carbon!


通过学习，了解为什么一种碳物质(石墨) 是金属性，一种碳物质
(金刚石) 是绝缘性的，而另一种碳(石墨烯)呈现半导体特性
通过学习，理解这些差别产生的物理起源---物质结构
5
学习意义与方法

理解课程的重要性





掌握固体物理的基本概念、思维方法和学习方法；
针对某一特殊过程，重点理解模型的建立及解决方法



固体物理是基础理论学科与应用学科之间的桥梁，是一门实验与
理论相结合的科学
固体材料的性质是现代社会和技术的核心
IT技术(计算机、通讯等)和电子工业的发展是基于对一些特殊材
料的调制而取得的
晶体↔周期性↔对称性；
金属↔电子公有化↔单电子近似↔能带论
记好笔记；作好作业。
6
CONTENT

Chapter 1.
晶体结构

Chapter 2.
晶体的结合

Chapter 3.
晶格振动

Chapter 4.
固态电子论基础
朱满康
王

Chapter 5.
波
固体能带论
7
课程基础

高等数学


普通物理


微分方程，矢量知识，矩阵知识、复数概念
牛顿力学基础，静电学基础，直流和交流基础
普通化学

元素周期表，核外电子填充规则
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REFERENCES
Core book:

固体物理基础,
曹全喜 雷天民 黄云霞 李桂芳，
西安：西安电子科技大学出版社，2008年

Other books at a similar level:
固体物理简明教程
蒋平，徐至中
上海：复旦大学出版社，2004年

More advanced:
固体物理学（第四版）
黄昆，韩汝琦
北京：高等教育出版社，2009年
固体物理（上）
方俊鑫，陆栋
上海科技出版社，2001年
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