绪论 材料科学

《绪论 材料科学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、固体物理SolidStatePhysics绪论Introduction0.1固体物理的研究对象离子固体价电子固体物理研究离子的运动规律阐明固体的宏观性质主要任务研究电子的运动规律结晶体（晶体）－原子排列长程有序非晶体－原子排列只有短程序而无长程序研究准晶体对象液晶等离子体玻色－爱因斯坦凝聚体0.2固体物理的基本近似固体物理的主要困难电子－电子相互作用，电子－离子相互作用多体问题（典型量级：1023）1.绝热近似固体中电子和原子的质量差别很大讲电子和原子运动分开考虑原子和电子的运动速度差别很大2.单电子近似多电子薛定谔求解极为困难单电子近似即便解存在也无

2、意义－无法遍历1023个解0.2固体物理的基本近似单电子近似的基本思想若电子的坐标为r，离子的坐标为R,则电子体系的薛定谔方程为：jjHEˆϕϕ(,rrr⋅⋅⋅)=(,rrr⋅⋅⋅)12NN1222h2eq1e[]∑∑−∇−j+∑ϕϕ(rrr12,⋅⋅⋅NN)=E(rrr12,⋅⋅⋅)ji22mrei,j4()πε0rRji−i≠j4πε0j－此方程几乎不能求解若可以找到近似的势函数，使得体系的哈密顿量及薛定谔方程为：2HVˆ=−∇∑[(h2+r)]jjj2me2h2∑[(−∇+jVErrjN)]ϕϕ(12,rr⋅⋅⋅)=(r12,rr⋅⋅⋅N)j2me0.2固体物

3、理的基本近似2h2∑[(−∇+jjVErr)]ϕϕ(12,rr⋅⋅⋅N)=(r12,rr⋅⋅⋅N)（1）j2me对上述的薛定谔方程，由于没有变量的交叉项，数学上可以分离变量求解，即可假定：ϕϕ(,rrr12⋅⋅⋅N)=∏jj()rj(2)E=∑εjj将式（2）代入式（1），等式两边同除ϕ，可得：Hˆ()求和号可否去掉？ϕrjj∑∑=εj思考：对于不同电子，其哈密顿是否一样？jjϕ()rj对于不同电子其能级结构是否一样Hˆϕ()r=ε每个方程形式都一样，只须求解一个方程jjj－－单电子近似0.3课程的主要内容1、晶体结构和与晶体结合2、晶格热振动（固体中原子运动规律）3

4、、金属的自由电子理论4、晶体的能带理论5、固体的磁性6、半导体7、超导电性0.4授课模式强调物理概念的清晰性强调物理逻辑的准确性先模型－再理论－回到固体性质0.5主要参考书1.黄昆原著，韩汝琦改编，《固体物理学》，高等教育出版社2.方俊鑫，陆栋主编，《固体物理学》，上海科学技术出版社3.C.基泰尔著，项金钟，吴兴惠译《固体物理导论》（原著第八版），化学工业出版社4.N.W.AshcroftandN.D.Mermin,SolidStatePhysics,世界图书出版公司