固体物理学研究生教学大纲-2009

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1、贵州大学研究生课程教学大纲任课教师姓名：张晋敏课程名称：固体物理学（II）课内学时数：54学分数：3使用院系部和专业：理学院微电子学与固体电子学开课学期：2009年秋[研一（上）]开课时间：教学第二周—教学第十八周课程要求及目的：学习《固体物理学》，要求学生熟悉并掌握固体物理的基本概念和术语；深入理解固体宏观性质和微观粒子行为间的必然关联；透彻理解固体中粒子运动的定性概念和物理模型；掌握描述微观粒子运动的理论处理方法。在此基础上，作为硕士研究生，还应该学习固体物理相关专题和了解固体物理学前沿研究领域。《固体物理学》是固体物理各分支学科如半导体材料、固体电子器件

2、物理、材料科学等课程的重要基础课程，同时也为学生以后从事材料科学、新材料、功能材料及固体电子器件的研制和开发、材料性能检测等工作打下坚实的基础。教学内容及学时安排：(一)教学安排本课程按教学计划，应安排在一年级上期进行。计划学时数为54学时，其中授课54学时，复习考试6学时。(二)教学内容和要求：教学内容分为三大部分，第一部分为固体物理基本概念和基础理论，包括《固体物理学I》的所有内容，第二部分为固体物理相关专题，第三部分是固体物理学前沿研究。教学要求见第一章教学内容之后。(三)教学内容及学时安排第一部分固体物理学基础第一章晶体结构（6学时）1.1晶体的周期结

3、构91.2十四种布拉维格子和七大晶系1.3典型的晶体结构1.4晶面和米勒指数1.5晶体的对称性第一章教学要求1.了解晶体的定义及一般性质，准确掌握固体物理的基本概念和术语，深入理解空间点阵与晶体结构之间的关系；2.注意区分一些易混淆的概念如简单格子与复式格子、原胞与晶胞等；3.了解晶列、晶面的标示方法，掌握晶向指数、晶面指数的计算；4.理解晶体对称性的物理意义，掌握描述晶体宏观对称性的基本对称要素及相应的对称操作；5.掌握晶系划分的原则，熟记七大晶系及十四种布喇菲格子，掌握各晶系的对称特征及相应的基矢配置。第二章　晶体中的衍射（3学时）2.1概述2.2晶体的倒

4、格子和布里渊区2.3晶体的衍射条件2.4原子散射因子和几何结构因子2.5磁结构晶体对中子的衍射2.6SEM与STM测定固体结构第二章教学要求1.掌握倒格子的定义及其与正格子的关系；2.掌握布里渊区的定义及几种简单二维晶格前几个布里渊区的作图方法；3.了解X射线晶体衍射的原理及实验方法；4.掌握利用几何结构因子分析晶体衍射消光规律的方法。第三章晶体的结合（3学时）3.1电负性与晶体的典型结合方式3.2结合能与晶体的性质3.3离子结合与离子晶体3.4范德瓦耳斯结合与分子晶体3.5共价结合与共价晶体3.6金属结合及金属晶体93.7氢键结合与氢键晶体3.8同分异构体3

5、.9晶体的弹性模量教学要求1.了解晶体结合的基本类型，了解轨道杂化的概念；2.掌握结合能与晶格参数之间的关系；3.了解非极性分子和离子晶体结合能的一般形式及其平衡参数；4.了解晶体弹性的概念及其描述，了解晶体弹性模量与晶体对称性的关系；5.了解晶体中弹性波的传播过程，能够建立波动方程，在给定传播方向的情况下，可以由波动方程确定该方向的有效弹性模量、弹性波的传播速度及偏振方向。第四章晶格振动与晶体的热学性质（6学时）4.1一维单原子链的振动4.2一维双原子链的振动4.3格波能量的量子化•声子4.4三维晶格振动4.5离子晶体中的长光学波4.6声子谱的实验测定4.7

6、晶格比热4.8非谐振动，热传导和热膨胀4.9晶体状态方程第四章教学要求1.了解一维单原子链及一维双原子链的振动，领会声学波和光学波的含义，熟悉晶体的周期性边界条件，掌握模式密度的概念及计算方法，熟记晶格振动的一般结论；2.深入理解晶格振动能量量子化的含义，掌握声子的概念及声子的性质；3.了解固体比热的量子理论，掌握爱因斯坦模型和德拜模型的要点、处理方法及结果讨论。第五章晶体中的缺陷（2学时）5.1点缺陷5.2晶体中原子的扩散5.3位错5.4面缺陷95.5离子晶体的导电性2、教学要求1.了解点缺陷和线缺陷的几种基本类型；2.了解热缺陷存在对晶体自由能的影响，掌握

7、热缺陷数目的统计规律；3.领会热缺陷运动的含义并掌握其产生和复合的规律；4.深入理解扩散的本质及扩散的宏观规律，了解几种扩散的微观机制。第六章金属电子论（3学时）6.1金属自由电子气的量子理论6.2金属的电导过程6.3在磁场中金属的输运性质6.4电子发射6.5等离子体6.6维格纳晶格第六章教学要求1.了解索末菲自由电子模型的基本要点，掌握其能谱结构；2.了解电子态分布的概念，熟练掌握索末菲自由电子的基态性质，掌握能态密度的计算方法；3.了解电子气对金属比热的贡献，理解费密冻结的物理意义；第七章周期场中的电子态（6学时）7.1周期性势场和布洛赫电子7.2近自由电

8、子近似7.3紧束缚近似7.4电子的准经