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1、固体物理SoidStatePhysics•学时:32•课程性质：专业基础课（材料物理与化学专业）选修课（其它专业）•任课教师：李丹，办公室在7413,danli@bjtu.edu.cn•上课时间：周二上午10:10~12:00（1－16周）•上课地点:SY206第一讲_晶体结构——固体物理(2)2012课程时间安排Sep.4Sep.11Sep.18Sep.25Oct.9Oct.16Oct.23Oct.30Nov.6Nov.13Nov.20Nov.27Dec.4Dec.11Dec.18Dec.25考试定在：第18周考试定在：第十六周开卷考试第一讲_晶体结构—
2、—固体物理(2)第一讲：晶体结构、倒格子第二讲：布洛赫定理、近自由电子近似第三讲：紧束缚近似－原子轨道线性组合法第四讲：Hartree-Fock近似第五讲：密度泛函理论（DFT）上第六讲：密度泛函理论（DFT）下第七讲：Kohn-Sham方法第八讲：赝势理论、第一原理软件介绍第九讲：求解Kohn-Sham方程（平面波）第十讲：求解Kohn-Sham方程（原子轨道）第十一讲：紧束缚方法第十二讲：分子动力学第一讲_晶体结构——固体物理(2)参考书1.黄昆韩汝琦，《固体物理》高等教育出版社2.J.Kohanoff,ElectronicStructureCalcu
3、lationsforSolidsandMolecules,CambridgeUniv.Press,20063.R.M.Martin,ElectronicStructure,CambridgeUniv.Press,20044.R.G.Parr,W.T.Yang,DensityFunctionalTheoryofAtomsandMolecules,OxfordUniv.Press,1989.5.TopicsinCurrentChemistry,DensityFunctionalTheory,Vol.180,181,182,183,Springer-Verlag
4、,Berlin,1996.6.谢希德，陆栋，固体能带理论，复旦大学出版社，19987.李正中，固体理论，高等教育出版社，2002第一讲_晶体结构——固体物理(2)学习本课程的目的：用计算机模拟研究固体、表面、团簇或分子结构特性研究对象：多原子、多电子体系，有时没有周期性（团簇或分子这样的小尺度体系）研究目的：用理论方法认识体系的特性例如：平衡结构，电子和声子特性等。第一讲_晶体结构——固体物理(2)不仅化学，物理、生物、数学都《应该“侵入”交叉领域》MATHEMATICSComputationalCHEMISTRYPHYSICSNanosciences?!
5、AtomicScaleDesign?!BIOLOGYCOMPUTER在这些交叉领域中：最关键的是量子效应！21世纪是量子力学的世纪！第一讲_晶体结构——固体物理(2)第一原理方法研究方法：基于HF的第一原理计算：研究方法：基于DFT的第一原理计算，其基础有：1.绝热近似：把电子运动与核运动分离2.密度泛函：把多电子问题化为单电子问题3.赝势理论：把内壳层电子与价电子分离4.超级元胞：把非周期体系化为周期体系5.求解方法：把理论与数值方法相结合第一讲_晶体结构——固体物理(2)量子化学软件中文网第一讲_晶体结构——固体物理(2)固体物理领域金半晶磁电液固超固
6、固固强属导体学介晶体导态态体关物体物质物发体电光光联理物理物理光物子电谱物理理理学子理学表介纳面观米。。。。。物物物理理理第一讲_晶体结构——固体物理(2)第一讲：晶体结构第一讲_晶体结构——固体物理(2)固体的分类：晶体、非晶体和准晶体理想晶体中原子排列是十分规则的，主要体现是原子排列具有周期性，或者称为是长程有序的。非晶体则不具有长程有序的性质，但是在非晶体中原子排列也不是杂乱无章、完全无序的，仍然保留有原子排列的短程序。准晶体——1984年在实验中发现了一类和晶体、非晶体都不相同的固体，在这类固体中发现了已经证明在晶体中不可能存在的五重对称轴，使人们
7、想到介于晶体和非晶体之间的固体，称为准晶体。第一讲_晶体结构——固体物理(2)晶体：在微米量级的范围是有序排列的——长程有序——在熔化过程中，晶态固体的长程有序解体时对应一定的熔点晶体的规则外形——最显著的特点是晶面有规则、对称地配置——一个理想完整的晶体，相应的晶面的面积相等第一讲_晶体结构——固体物理(2)不同生长条件下NaCl晶体的外形___a,b,c,d——晶体的晶面组合成晶带——晶面的交线是晶棱相互平行——方向OO’称为该晶带的带轴——重要的带轴通常称为晶轴第一讲_晶体结构——固体物理(2)非晶体——不具备长程有序特点——在凝结过程中不经过结晶的
8、阶段，非晶体中分子与分子的结合是无规则的BeO晶体与BeO玻璃的内
