固体物理学教学大纲(研究生)

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1、课程名称：固体物理（SolidStatePhysics）授课对象：材料学与材料物理学专业硕士研究生 周学时4总学时72学分4预备知识：量子力学、热力学统计物理、原子物理、普通物理课程在教学计划中的地位作用：固体物理时是物理学、材料科学、半导体物理、固体化学等专业的基础，具有非常重要的作用。是晶体结构、x射线衍射、材料物理等课程的必须的基础课程的基本要求：掌握固体的结构及其组成粒子（原子、离子、电子）之间的相互作用、运动规律，晶体结构与物质力学、热学、光学、电学、磁学性质的之间的关系。重点是晶体结构、晶体结合、晶格振动、能带论

2、、金属自由电子论、半导体电子论教 材名称：固体物理学作者：黄昆韩汝琦出版日期：1988年10月出版社：高等教育出版社获奖情况：全国优秀教材特等奖使用情况：国内许多院校使用主要参考书固体物理学方俊鑫陆栋主编上册IntroductiontoSolidStatePhysics,CKittleSolidStatePhysics,NWAschroft固体物理学基础阎守胜教学反馈信箱：NCXMXCN@NCU.EDU.CN教学时数分配 第一章晶体结构（8学时）第一节典型晶格实例（含绪论）第二节晶体的周期性（2学时）第三节晶向、晶面、密勒指

3、数第四节倒格子（2学时）第五节晶体的宏观对称性第六节点群（2学时）第七节晶格的对称性第八节晶体表面的几何结构第九节非晶态材料的结构第十节准晶态（2学时）第二章固体的结合（４学时）第一节离子性结合第二节共价结合（2学时）第三节金属结合第四节范德瓦尔斯结合第五节元素与化合物晶体的结合的规律性（2学时）第三章晶格振动与晶体的热学性质（10学时）第一节简谐近似与简正坐标第二节    一维单原子链（2学时）第三节    一维双原子链声学波与光学波第四节      三维晶格的振动（2学时）第五节    离子晶体的长光学波第六节   确定

4、晶格振动谱的实验方法（2学时）第七节  局域振动第八节  晶格热容的量子理论第九节  晶格振动模式密度（2学时）第十节晶格的状态方程和热膨胀第十一节晶格的热传导第十二节非晶固体中的原子振动（2学时）第四章能带理论（10学时）第一节    布洛赫定理第二节   一维周期场中电子运动的近自由电子近似（2学时）第三节    三维周期场中电子运动的近自由电子近似第四节   赝势（2学时）第五节    紧束缚近似---原子轨道线性组合法（2学时）第六节    晶体能带的对称性第七节    能态密度与费米面（2学时）第八节    表面电

5、子态第九节   无序系统中的电子态（2学时）第五章晶体中电子在电场和磁场中的运动（6学时）第一节    电子运动的半经典模型第二节   恒定电场作用下电子的运动第三节    导体、绝缘体和半导体的能带解释（2学时）第四节   恒定磁场下电子的运动第五节   回旋共振第六节德·哈斯—范·阿尔芬效应（2学时）第六章金属电子论（6学时）第一节    费米统计和电子热容量第二节  功函数与接触电势第三节  分布函数波尔兹曼方程（2学时）第四节 弛豫时间近似和电导率公式第五节    各向同性弹性散射和弛豫时间第六节晶格散射和电导（2学

6、时）第七节波尔兹曼方程的局限性Kubo—Greenwood公式第八节非晶态金属的电阻率及其温度关系　第九节　金属－绝缘体转变（2学时）第七章半导体电子论（6学时）第一节    半导体的基本能带结构第二节  半导体中的杂质第三节  半导体中电子的费米统计分布（2学时）第四节 电导和霍耳效应第五节    非平衡载流子　第六节　ＰＮ结（2学时）第七节金属－绝缘体－半导体系统和ＭＯＳ反型层　第八节　异质结第七节非晶态半导体（2学时）第八章固体的磁性（６学时）第一节原子的磁性第二节固体磁性概述第三节电子的泡利自旋顺磁性与朗道抗磁性（2

7、学时）第四节顺磁性的统计理论和顺磁离子盐　第五节铁磁性和分子场理论第六节自发磁化的局域电子模型（2学时）第七节自旋波第八节自发磁化的能带模型第九节磁畴和技术磁化第八节反铁磁性和亚铁磁性（2学时）第九章固体中的光吸收（４学时）第一节    固体光学常数间的基本关系第二节   固体中光吸收过程第三节    半导体的带间光吸收（2学时）第四节   激子光吸收第五节   自由载流子光吸收第六节晶格弛豫及其对电子跃迁的影响（2学时）第十章超导电的基本现象和基本规律（４学时）第一节    超导体的基本电磁学性质第二节   超导转变和热力

8、学　第三节    伦敦电磁学方程第四节金兹堡－朗道方程（2学时）第五节超导态微观图象第六节第二类超导体　第七节单粒子隧道效应第八节约瑟夫森效应（2学时）第十一章固体中的元激发（２学时）第一节    元激发第二节   声子　第三节    准电子和等离激元（2学时）第十二章晶体中的缺陷与扩散（