固體物理題庫之名詞解釋

NUIT 1

1.理想晶體：內(nèi)在結(jié)構(gòu)完全規(guī)則的固體是理想晶體，它是由全同的結(jié)構(gòu)單元在空間無限重復(fù)排列而構(gòu)成的。

2.晶體的解理性：晶體常具有沿某些確定方位的晶面劈裂的性質(zhì)，這稱為晶體的解理性。

3.配位數(shù): 晶體中和某一粒子最近鄰的原子數(shù)。

4.致密度：晶胞內(nèi)原子所占的體積和晶胞體積之比。

5.空間點(diǎn)陣(布喇菲點(diǎn)陣) ：空間點(diǎn)陣(布喇菲點(diǎn)陣)：晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以概括為是由一些相同的點(diǎn)子在空間有規(guī)則地做周期性無限重復(fù)排列，這些點(diǎn)子的總體稱為空間點(diǎn)陣(布喇菲點(diǎn)陣)，即平移矢量中取整數(shù)時(shí)所對應(yīng)的點(diǎn)的排列?？臻g點(diǎn)陣是晶體結(jié)構(gòu)周期性的數(shù)學(xué)抽象。

6.基元：組成晶體的最小基本單元，它可以由幾個(gè)原子(離子)組成，整個(gè)晶體可以看成是基元的周期性重復(fù)排列而構(gòu)成。

7.格點(diǎn)(結(jié)點(diǎn)): 空間點(diǎn)陣中的點(diǎn)子代表著結(jié)構(gòu)中相同的位置，稱為結(jié)點(diǎn)。

8.固體物理學(xué)原胞：固體物理學(xué)原胞是晶格中的最小重復(fù)單元，它反映了晶格的周期性。取一結(jié)點(diǎn)為頂點(diǎn)，由此點(diǎn)向最近鄰的三個(gè)結(jié)點(diǎn)作三個(gè)不共面的矢量，以此三個(gè)矢量為邊作的平行六面體即固體物理學(xué)原胞。固體物理學(xué)原胞的結(jié)點(diǎn)都處在頂角位置上，原胞內(nèi)部及面上都沒有結(jié)點(diǎn)，每個(gè)固體物理學(xué)原胞平均含有一個(gè)結(jié)點(diǎn)。

9.結(jié)晶學(xué)原胞：使三個(gè)基矢的方向盡可能的沿空間對稱軸的方向，以這樣三個(gè)基矢為邊作的平行六面體稱為結(jié)晶學(xué)原胞，結(jié)晶學(xué)原胞反映了晶體的對稱性，它的體積是固體物理學(xué)原胞體積的整數(shù)倍,V=nW，其中n是結(jié)晶學(xué)原胞所包含的結(jié)點(diǎn)數(shù), W是固體物理學(xué)原胞的體積。

10.布喇菲原胞：使三個(gè)基矢的方向盡可能的沿空間對稱軸的方向，以這樣三個(gè)基矢為邊作的平行六面體稱為布喇菲原胞，結(jié)晶學(xué)原胞反映了晶體的對稱性，它的體積是固體物理學(xué)原胞體積的整數(shù)倍,V=nW,其中n是結(jié)晶學(xué)原胞所包含的結(jié)點(diǎn)數(shù), W是固體物理學(xué)原胞的體積

11.維格納-賽茲原胞(W-S原胞)：以某一陣點(diǎn)為原點(diǎn)，原點(diǎn)與其它陣點(diǎn)連線的中垂面(或中垂線) 將空間劃分成各個(gè)區(qū)域。圍繞原點(diǎn)的最小閉合區(qū)域?yàn)榫S格納-賽茲原胞。 一個(gè)維格納-賽茲原胞平均包含一個(gè)結(jié)點(diǎn),其體積等于固體物理學(xué)原胞的體積。

12. 簡單晶格：當(dāng)基元只含一個(gè)原子時(shí)，每個(gè)原子的周圍情況完全相同，格點(diǎn)就代表該原子，這種晶體結(jié)構(gòu)就稱為簡單格子或Bravais格子。

13.復(fù)式格子：當(dāng)基元包含2 個(gè)或2 個(gè)以上的原子時(shí)，各基元中相應(yīng)的原子組成與格點(diǎn)相同的網(wǎng)格，這些格子相互錯(cuò)開一定距離套構(gòu)在一起，這類晶體結(jié)構(gòu)叫做復(fù)式格子。顯然，復(fù)式格子是由若干相同結(jié)構(gòu)的子晶格相互位移套構(gòu)而成。

14.晶面指數(shù)：描寫晶面方位的一組數(shù)稱為晶面指數(shù)。設(shè)基矢

，末端分別落在離原點(diǎn)距離為

的晶面上，

為整數(shù)，d為晶面間距，可以證明

必是互質(zhì)的整數(shù)，稱

3為晶面指數(shù)，記為

。用結(jié)晶學(xué)原胞基矢坐標(biāo)系表示的晶面指數(shù)稱為密勒指數(shù)。

15.倒格子(倒易點(diǎn)陣)：設(shè)布喇菲格子(點(diǎn)陣)的基矢為，由決定的格子(點(diǎn)陣)稱為正格子。滿足下述關(guān)系

的稱為倒格子(易點(diǎn)陣)基矢。由,(其中為任意整數(shù))決定的格子稱為倒格子(倒易點(diǎn)陣)。

16.布里淵區(qū)：在倒格空間中，選取一倒格點(diǎn)為原點(diǎn)，原點(diǎn)與其它倒格點(diǎn)連線的垂直平分面的連線所組成的區(qū)域稱為布里淵區(qū)。

17.n度旋轉(zhuǎn)對稱軸：若晶體繞某一固定軸轉(zhuǎn)角度后自身重合，則此軸稱為n度旋轉(zhuǎn)對稱軸。

18.4度旋轉(zhuǎn)對稱軸：若晶體繞某一固定軸轉(zhuǎn)900角度后自身重合，則此軸稱為4度旋轉(zhuǎn)對稱軸。

19.6度旋轉(zhuǎn)對稱軸:若晶體繞某一固定軸轉(zhuǎn)600角度后自身重合，則此軸稱為6度旋轉(zhuǎn)對稱軸。

20.3度旋轉(zhuǎn)－反演軸：若晶體繞某一固定軸轉(zhuǎn)角度后，再經(jīng)過中心反演，晶體能自身重合，則此軸稱為3度旋轉(zhuǎn)－反演軸。

21.2度旋轉(zhuǎn)－反演軸：若晶體繞某一固定軸轉(zhuǎn)角度后，再經(jīng)過中心反演，晶體能自身重合，則此軸稱為3度旋轉(zhuǎn)－反演軸。

22.n度螺旋軸：一個(gè)n度螺旋軸表示繞軸每轉(zhuǎn)角度后，在沿該軸的方向平移的L倍，則晶體中的原子和相同的原子重合（L為小于n的整數(shù)為沿軸方向上的周期矢量），則此軸稱為n度螺旋軸。

23.晶體的對稱性：晶體經(jīng)過某種對稱操作能夠自身重合的特性。

24.原子散射因子：原子內(nèi)所有電子的散射波的振幅的幾何和與一個(gè)電子的散射波的振幅之比。

25.幾何結(jié)構(gòu)因子：原胞內(nèi)所有原子的散射波,在所考慮方向上的振幅與一個(gè)電子的散射波的振幅之比。

UNIT 2

1.晶體的結(jié)合能：一塊晶體處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，它的總能量(動能和勢能)比組成此晶體的N個(gè)原子在自由狀態(tài)時(shí)的總能量低，兩者之差就是晶體的結(jié)合能。

2.電離能：一個(gè)中性原子失去一個(gè)電子所需要的能量。

3.電子的親和能：指一中性原子獲得一個(gè)電子成為負(fù)離子時(shí)所放出的能量。

4.電負(fù)性：描述化合物分子中組成原子吸引電子傾向強(qiáng)弱的物理量。

5.離子鍵：兩個(gè)電負(fù)性相差很大的元素結(jié)合形成晶體時(shí)，電負(fù)性小的原子失去電子形成正離子，電負(fù)性大的得到電子形成負(fù)離子，這種靠正、負(fù)離子之間庫侖吸引的結(jié)合成為離子鍵。

6.共價(jià)鍵：量子力學(xué)表明，當(dāng)兩個(gè)原子各自給出的兩個(gè)電子方向相反時(shí)，能使系統(tǒng)總能量下降，從而使兩個(gè)原子結(jié)合在一起，由此形成的原子鍵合稱為共價(jià)鍵（原子晶體靠此種鍵相互結(jié)合）。

7.范德瓦爾斯鍵：分子晶體的粒子間偶極矩相互作用以及瞬時(shí)偶極矩相互誘生作用稱為范德瓦耳斯力。

8.氫鍵：氫原子處于兩個(gè)電負(fù)性很強(qiáng)的原子（如氟、氧、氮、氯等）之間時(shí)，可同時(shí)受兩個(gè)原子的吸引而與它們結(jié)合，這種結(jié)合作用稱為氫鍵。

9.金屬鍵：在金屬中，組成金屬的原子的價(jià)電子已脫離母原子而成為自由電子，自由電子為整個(gè)晶體共有，而剩下的離子實(shí)就好像沉浸在自由電子的海洋中。自由電子與離子實(shí)間的互相吸引作用具有負(fù)的勢能，使勢能降低形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。這種公有化的價(jià)電子（自由電子）與離子實(shí)間的互作用稱為金屬鍵。

10.葛生力：葛生力是極性分子的永久偶極矩間的靜電相互作用。

11.德拜力：德拜力是非極性分子被極性分子電場極化而產(chǎn)生的誘導(dǎo)偶極矩間的相互作用。

12.倫敦力：非極性分子的瞬時(shí)偶極矩間的相互作用。

UNIT 3

1.晶格振動：由于晶體內(nèi)原子間存在著相互作用，原子的振動就不是孤立的，而要以波的形式在晶體中傳播，形成所謂格波，因此晶體可視為一個(gè)互相耦合的振動系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動就叫晶格振動。

2.簡諧近似：當(dāng)原子在平衡位置附近作微小振動時(shí)，原子間的相互作用可以視為與位移成正比的虎克力，由此得出原子在其平衡位置附近做簡諧振動。這個(gè)近似即稱為簡諧近似。

3.波恩-卡門條件：即周期性邊界條件，設(shè)想在實(shí)際晶體外，仍然有無限多個(gè)相同的晶體相連接，各晶體中相對應(yīng)的原子的運(yùn)動情況都一樣。

4.格波：晶格中的原子振動是以角頻率為ω的平面波形式存在的，這種波就叫格波。

5. 簡正振動模式：在分析討論晶格振動時(shí)，將原子間互作用力的泰勒級數(shù)中的非線形項(xiàng)忽略掉的近似稱為簡諧近似. 在簡諧近似下, 由N個(gè)原子構(gòu)成的晶體的晶格振動, 可等效成3N個(gè)獨(dú)立的諧振子的振動. 每個(gè)諧振子的振動模式稱為簡正振動模式, 它對應(yīng)著所有的原子都以該模式的頻率做振動, 它是晶格振動模式中最簡單最基本的振動方式。

6.聲子：聲子就是晶格振動中的簡諧振子的能量量子，它是一種玻色子，服從玻色－愛因斯坦統(tǒng)計(jì)。

7.波矢密度：波矢空間單位體積內(nèi)的波矢數(shù)目，三維時(shí)為 ，Vc為晶體體積。

8. 模式密度：單位頻率間隔內(nèi)模式數(shù)目。

NUIT 4

絕熱近似：近似認(rèn)為在原子核運(yùn)動的每一瞬間，電子的運(yùn)動都快到足以調(diào)整其狀態(tài)到原子核瞬時(shí)分布情況下的本征態(tài)，即認(rèn)為電子是在準(zhǔn)靜態(tài)的核構(gòu)成的勢場中運(yùn)動，從而可以把電子的運(yùn)動和核的運(yùn)動分開試論。

2平均場近似：在多電子系統(tǒng)中，可把多電子中的每一個(gè)電子，看作是在離子場及其他電子產(chǎn)生的平均場中運(yùn)動的考慮。

3周期場近似：假定所有離子產(chǎn)生的勢場和其他電子的平均勢場是周期勢場，其周期為晶格所具有的周期。

4.近自由電子近似：用一個(gè)平均場來代替電子和電子之間的相互作用，即在電子體系的哈密頓量中忽略電子和電子之間的相互作用項(xiàng)，而增加一個(gè)穩(wěn)定的平均場作為近似。

5.緊束縛近似：如果電子受原子核束縛較強(qiáng)，且原子之間的相互作用因原子間距較大等原因而較弱，此時(shí)，晶體中的電子就不像弱束縛情況的近自由電子，而更接近束縛在各孤立原子附近的電子，稱為緊束縛近似。

6.等能面：在波矢空間中，電子的能量等于定值的曲面稱為等能面。

7. 空穴：半導(dǎo)體的近滿帶中未被電子占據(jù)的量子太成為空穴。

8.布洛赫波：周期性場中單電子波函數(shù)應(yīng)該是一個(gè)調(diào)幅平面波：，

晶體周期性場的作用只是用一個(gè)調(diào)幅平面波取代了平面波，稱為布洛赫波。

9.滿帶：一個(gè)能帶的所有狀態(tài)都被電子占據(jù)稱為滿帶。

10.禁帶：能帶之間存在一些相當(dāng)大的能量間隙，在這些能量區(qū)間，不存在薛定諤方程的本證解，稱為禁帶。

11.導(dǎo)帶：在導(dǎo)體中，除去完全充滿的一系列能帶外，還有只是部分地被電子填充的能帶，后者可以起導(dǎo)電作用，稱為導(dǎo)帶。

12.有效質(zhì)量：有效質(zhì)量實(shí)際上是包含了晶體周期勢場作用的電子質(zhì)量，晶體電子的倒有效質(zhì)量張量為 。

UNIT 5

1.費(fèi)米能：費(fèi)米能是指在K空間中占有電子和不占用電子區(qū)域的分界面上的能量，

2.費(fèi)米面：空間占有電子與不占有電子區(qū)域的分界面稱為費(fèi)米面。

3. ：兩種不同的金屬相互接觸時(shí)在它們之間產(chǎn)生的電勢差。