固体物理课题论文
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实际上，任何材料都不是连续的，在微观尺度，每个原子都是分立的，其质量都集中在原子实内，连续介质的振动实际上是所有原子振动的总和，因而，先分析一下独立双原子分子的振动，以获取一个清晰的物理图像，对分析晶格振动是有益的。
晶体原子间的相互作用能从简单入手，我们仍以双原子分子为例。
两原子之间的相互作用能为U(r)，其中r为两原子间的距离；把U(r)在平衡位置r0附近作泰勒展开：(3-3)在平衡位置合力为零，即，当δ很小时，作二级近似，有：(3-4)故恢复力，这就是胡克定律，为屈强系数；以上近似叫简谐近似。
取质心坐标系，，则有，故其固有频率*为.图3-2考虑第n个粒子的受力情况，它只受最近邻粒子的相互作用，即分别受到来自第n-1个粒子及第n+1个粒子的弹性力：;和；从，及合力，得：(3-5)在列出(3-5)式时已假设晶格中足够长，忽略边界，故以行波作试探解，即以代入(3-5)式，，利用，和，有：，即：(3-6)由此看出，格波的波速一般是波长的函数。
(3-6)式代表一维布喇菲格子的色散关系，它正是我们所寻求的结果。
如图3-3所示。
这条色散关系曲线所具有的特征，不仅适用于一维情况，还可以推广到二维和三维。
图3-3*对于一个质量为M的独立的一维简谐振子，如果弹簧的刚度系数为k，则振动动力学方程是Md2x/dt2=kx；这个方程的解为 x=Acos[(k/M)1/2t]；振子的能量包括动能E k和势能E p，E=E k+E p=kA2/2。
设想一条弹簧被截成二段，其屈强系数则变成原来的二倍，如果物体两端各有一条弹簧相连，则其屈强系数还要加倍，此时，设想把两弹簧的另一端分别固定在两面镜子上，则上述物体及其象的振动将构成一维晶格的某一振动模式。
(2)q空间的对称性：第一布里渊区色散关系的周期对称性，其周期为,即.让我们用一个例子来说明其物理起因：考虑和的点，其对应的波长为和，如果后者存在的话，其振动必如图3-5所示。
大学固体物理论文
大学固体物理论文固体物理是物理学中研究固体物质的微观结构、物理性质及其相互关系的重要分支学科。
它对于理解材料的特性、开发新的材料以及推动现代科技的发展都具有极其关键的作用。
固体物理所涵盖的内容十分广泛，从晶体结构到电子能带结构，从热学性质到光学性质等等。
其中，晶体结构是固体物理的基础。
晶体是由原子、分子或离子在空间按照一定的周期性规律排列而成的。
我们通过X 射线衍射等技术可以确定晶体的结构，了解原子之间的距离、角度等参数。
不同的晶体结构会导致不同的物理性质。
例如，金刚石和石墨都是由碳元素组成，但由于它们的晶体结构不同，导致了性质上的巨大差异。
金刚石是硬度极高的绝缘体，而石墨则是良好的导体且质地较软。
在固体物理中，电子的能带结构是一个核心概念。
根据量子力学的理论，电子在晶体中的运动状态不再是自由的，而是受到晶体周期性势场的影响，形成一系列的允许能带和禁带。
能带结构直接决定了固体的导电性质。
金属的能带结构特点是存在部分填充的能带，使得电子能够自由移动，从而表现出良好的导电性。
而对于绝缘体，其能带结构中存在较宽的禁带，电子难以跨越，导致电流难以通过。
半导体则处于两者之间，其禁带宽度相对较窄，通过适当的掺杂等手段可以改变其导电性能，这也是现代半导体器件的基础。
热学性质也是固体物理研究的重要方面。
固体中的热传导主要通过晶格振动（声子）和自由电子来实现。
对于良好的导体，电子对热传导的贡献较大；而对于绝缘体，热传导主要依赖于晶格振动。
比热是衡量固体吸收热量能力的重要参数。
经典理论在解释低温下固体的比热时遇到了困难，而量子理论则成功地给出了合理的解释。
固体的光学性质同样引人关注。
当光与固体相互作用时，会发生反射、折射、吸收和发射等现象。
这些光学性质与固体的能带结构、杂质和缺陷等密切相关。
例如，半导体材料在吸收一定能量的光子后，可以发生电子从价带跃迁到导带的过程，从而产生光电效应，这在太阳能电池等领域有着重要的应用。
固体物理课程论文
1.1.5 式加 1.1.6 式得：
2ncos n0 1 cos sin
1.1.5 式减 1.1.6 式得 ：
2nsin n0 cos sin 1
(1.1.7)2+（1.1.8）2，得到：
4n2
n02
1
cos
sin 2
angle method ,grazing incidence method .Also discussed based on geometric
information ,light intensity ,the resonant wavelength modulation of three new
的折射率方向和最初入射光线方向的夹角。
从上面四组方程中可以看出只要设法消去 和 角，就能找出 和 n 的关系来，而 V 形棱
镜材料的折射率 n0 是已知的。
由 1.1.2 式得：
n0.
2 2
n
sin
4
cos
cos 4
sin
2 ncos sin
2
2
1
（1.3.1）
若测出明暗视场交线与 AC 面法线的夹角 i1min 、棱镜顶角α ，即可求出棱镜折射率。
3、总结
这三种方法的总结，对晶体折射率测量中，都要把材料加工成一定形状，所以相当费时， 并且测量工作相当繁重，但是这几中方法中，最小偏向角是不需要已知折射率的标准样品而能
2、正文
2.1、用 V 形棱镜法测量光学玻璃的折射率
图 1.1.1 是用 V 形棱镜法测量光学玻璃折射率的测量原理图，所谓 V 形棱镜是二块光学玻璃
完全相同并且已知其折射率为 n0 的直角棱镜胶合成的一个带有“V”形缺口的长主棱镜。V 形缺
固体物理论文2
半导体PN结PN结是采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗）基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。
一：了解PN结前先来了解几个内容：1.N型半导体掺入少量杂质磷元素（或锑元素）的硅晶体（或锗晶体）中，由于半导体原子（如硅原子）被杂质原子取代，磷原子外层的五个外层电子的其中四个与周围的半导体原子形成共价键，多出的一个电子几乎不受束缚，较为容易地成为自由电子。
于是，N型半导体就成为了含电子浓度较高的半导体，其导电性主要是因为自由电子导电。
2.P型半导体掺入少量杂质硼元素（或铟元素）的硅晶体（或锗晶体）中，由于半导体原子（如硅原子）被杂质原子取代，硼原子外层的三个外层电子与周围的半导体原子形成共价键的时候，会产生一个“空穴”，这个空穴可能吸引束缚电子来“填充”，使得硼原子成为带负电的离子。
这样，这类半导体由于含有较高浓度的“空穴”（“相当于”正电荷），成为能够导电的物质。
3.电子与空穴的移动（1）漂移运动上面叙述的两种半导体在外加电场的情况下，会作定向运动。
这种运动成为电子与空穴（统称“载流子”）的“漂移运动”，并产生“漂移电流”。
根据静电学，电子将作与外加电场相反方向的运动，并产生电流（根据传统定义，电流的方向与电子运动方向相反，即和外加电场方向相同）；而空穴的运动方向与外加电场相同，由于其可被看作是“正电荷”，将产生与电场方向相同的电流。
两种载流子的浓度越大，所产生的漂移电流越大。
（2）扩散运动由于某些外部条件而使半导体内部的载流子存在浓度梯度的时候，将产生扩散运动，即载流子由浓度高的位置向浓度低的位置运动，最终达到动态平衡状态。
二、PN结的形成采用一些特殊的工艺可以将上述的P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起。
在二者的接触面的位置形成一个PN结。
P型、N型半导体由于分别含有较高浓度的“空穴”和自由电子，存在浓度梯度，所以二者之间将产生扩散运动。
浅谈固体物理学中的基本理论--固体物理基础课程小论文
浅谈固体物理学中的基本理论——固体物理基础课程小论文姓名：学号：班级：新能源1301时间：2015年12月浅谈固体物理学中的基本理论摘要：固体物理是物理学领域中最为活跃的一个学科之一，它从电子、原子和分子的角度研究了固体的结构和性质。
它与普通物理、热力学与统计物理、材料科学，特别是量子力学等学科有着密切关系。
固体物理着重研究的是晶格振动和晶体的热学性质、自由电子论和能带理论、半导体、固体的磁性、超导体等。
本文将一固体物理基础课程所学内容为基础，结合所看所思所感对固体物理中的基本理论知识作出简单的分析。
关键词：固体物理；能带理论；晶体缺陷；晶格振动；红外物理1.晶体参数及固体物理中的态函数1.1晶体参数不同的晶面和晶向具有不同的原子排列和不同的取向。
材料的各种物理性质、力学行为、相变、X光和电子衍射特性等都和晶面、晶向有密切的关系。
为了研究和描述材料的性质和行为，首先就要设法表征晶面和晶向。
为了便于确定和区别晶体中不同方位的晶向和晶面，国际上通用密勒（Miller）指数来统一标定晶向指数与晶面指数。
1.1.1晶向指数[uvw](1)建立以晶轴a，b，c为坐标轴的坐标系，各轴上的坐标长度单位分别是晶胞边长a，b，c，坐标原点在待标晶向上(2)选取该晶向上原点以外的任一点P(xa，yb，zc)(3)将xa，yb，zc化成最小的简单整数比u，v，w，且u∶v∶w = xa∶yb∶zc(4)将u，v，w三数置于方括号内就得到晶向指数[uvw]1.1.2晶面指数(hkl)(1)建立一组以晶轴a，b，c为坐标轴的坐标系，令坐标原点不在待标晶面上，各轴上的坐标长度单位分别是晶胞边长a，b，c(2)求出待标晶面在a，b，c轴上的截距xa，yb，zc（该晶面与某轴平行，则截距为∞）(3)取截距的倒数1/xa，1/yb，1/zc(4)将这些倒数化成最小的简单整数比h，k，l，使h∶k∶l= 1/xa∶1/yb∶1/zc(5)如有某一数为负值，则将负号标注在该数字的上方，将h，k，l置于圆括号内，写成(hkl)，则(hkl)就是待标晶面的晶面指数1.1.3倒格子由于一个晶面系包含所有个点，而任意两格点间所通过的平行晶面数总是个整数。
固体物理论文
固体物理论文题目：固体铁磁性的物理本质学生姓名：邹之全学号： 20114380104 撰写日期：2014年4月30日摘要本文用半经典方法、唯象的方法以及微观角度分别讨论抗磁性、顺磁性和铁磁性固体的物理本质关键词磁化率, 原子磁矩, 磁场，温度，自发磁化，铁磁性目录1、引言： (1)2、固体磁性的分类及其特征 (1)3、正常抗磁性的半经典理论解释 (2)4、顺磁性的半经典理论解释 (3)5、铁磁性固体唯象理论 (5)5.1居里定律 (5)5.2外斯(Weiss)“分子场”理论 (5)5.3居里外斯定律 (6)5.4铁磁性的随温度变化的本质 (6)6、结束语 (8)7、参考文献 (9)1、引言：物质的磁性按他的不同特点可以分为强磁性以及弱磁性。
弱磁性只有在具有外磁场存在时才会有所表现，并且随着外磁场强度的增加而增大。
依据磁化强度的不同，弱磁性将分为顺磁性与抗磁性。
而强磁性表现在，不存在外场的时候物质本身会自已发生磁化现象，我们将这种现象称之为自发磁化现象。
为了减少体系中含有的能量，铁磁体内部自发的被分为许多小的区域，自发磁化在每个区域的方向都不相同，在这种没有外场的情况下，由自发磁化所产生的各个方向的磁矩就相互抵消了。
也就是总磁矩为零。
因此，在没有外加磁场作用在铁磁体上时，铁磁体并不显像出磁性。
【1】2、固体磁性的分类及其特征[2]固体的磁性按其不同性质，可分为抗磁性、顺磁性以及铁磁性三钟。
固体的原子的磁矩的相互作用和对外磁场的响应强度将导致固体的磁性发生变化。
固体的磁性一般是以磁化率χ来描述。
在外磁场中B，磁化率定义为：BM0μχ=其中M 为磁化强度，B为外磁场感应强度，0μ为真空磁导率。
根据大量实验结果，我们可以估计磁化率的大小，抗磁性固体磁化率的χ大小约-10-5~-10 -6数量级, 并且在温度变化时几乎不会发生改变;顺磁性固体磁化率的χ大小约10-2~10-5数量级。
χ与温度的变化呈现下式关系TC=χ（C 为居里常数），铁磁性固体χ拥有一个临界的温度C T ,当温度高于C T 时，铁磁性固体将变为顺磁性并满足关系cT T C-=χ（C T 为居里温度）。
大学固体物理论文
大学固体物理论文哎呀，一提到大学固体物理，那可真是一门让人又爱又恨的学科啊！先来说说固体物理到底是个啥。
这玩意儿研究的是固体的结构、性质以及它们之间的关系。
你看那晶体，排列得整整齐齐，就像阅兵式上的方阵；再看那非晶体，乱得毫无章法，却也有自己独特的“魅力”。
记得我上大学那会，有一次老师在课堂上讲晶体的晶格结构，我听得云里雾里的。
课后，我跑到图书馆，找了一堆相关的书籍，打算自己好好研究一番。
那时候的我，就像一个在知识海洋里拼命游泳的人，却怎么也找不到岸。
我坐在图书馆的角落里，一本一本翻着那些厚重的书，眼睛都快看花了。
好不容易弄明白了晶格常数的概念，却又被倒格子空间给难住了。
咱们再来说说固体物理中的那些重要概念。
比如说能带理论，这可是理解固体导电性的关键。
就好比在一个大商场里，不同的楼层卖着不同价格的商品，而能带就像是这些楼层，电子在里面跳来跳去，决定了固体是导体、半导体还是绝缘体。
还有声子，它可不是什么音乐里的音符哦，而是晶格振动的能量量子。
想象一下，晶体里的原子们就像一群调皮的孩子，在不停地跳动，而声子就是它们跳动的“节奏”。
固体物理的应用那也是相当广泛。
从我们日常用的手机芯片，到超级计算机的核心部件，都离不开固体物理的知识。
就拿半导体来说吧，通过控制掺杂的浓度和类型，可以制造出各种各样的半导体器件。
这就像是厨师做菜，根据不同的食材和调料，做出一道道美味佳肴。
在学习固体物理的过程中，做实验也是必不可少的一部分。
有一次，我们做一个关于测量晶体电阻的实验。
我小心翼翼地连接着电路，眼睛紧紧盯着仪器上的数字，生怕出一点差错。
当看到数据逐渐稳定，并且和理论值相差不大的时候，我心里那叫一个激动，感觉自己就像一个成功破解谜题的侦探。
总之啊，大学固体物理这门课虽然难度不小，但只要你用心去学，就会发现其中的乐趣和奥秘。
它就像一座神秘的城堡，等待着我们去探索和发现。
希望正在学习这门课的同学们，不要被困难吓倒，勇敢地向前冲，相信你们一定会有所收获的！。
固体物理考试小论文-图文
固体物理考试小论文-图文***大学固体物理小论文课题名称：固体物理学院（系）：年级专业：学生姓名：学号：固体物理答卷一、倒格子倒格子空间摘要：倒格子（Reciprocal lattice）是固体物理学专业术语。
和布拉发矢量（晶格矢量）共轭的另一组矢量基，俗称动量空间，适合于用来描述声子电子的晶格动量。
关键词：固体物理、倒格子、倒格子空间1、试论倒格子、倒格子空间的基本概念、与正格子的关系以及在固体物理研究中的意义和作用。
实例：对于由碳原子排列成正六边形网状结构二维晶体的石墨烯（如图，设六边形的边长为a）（1）选定原点，画出它的一个原胞和原胞基矢，并计算原胞的大小。
（2）石墨烯晶格是简单格子还是复式格子？为什么？（3）画出石墨烯晶格的倒格子图形，给出说明，并在图上标示出第一布里渊区。
解：（1）倒格子定义：假定晶格点阵基矢a1、a2、a3（1、2、3表示a的下标，粗体字表示a1是矢量，以下类同）定义一个空间点阵，我们称之为正点阵或正格子，若定义b1=2π(a2×a3)/νb2=2π(a3×a1)/νb3=2π(a1×a2)/ν其中v=a1·(a2×a3)为正点阵原胞的体积，新的点阵的基矢b1、b2、b3是不共面的，因而由b1、b2、b3也可以构成一个新的点阵，我们称之为倒格子（2）倒格子空间定义：由倒格子所构成的空间就是倒格子空间。
（3）与正格子的关系：由倒格子的定义知：a1、a2、a3是一个正格子空间晶固体物理答卷格基矢；b1、b2、b3是倒格子晶格基矢。
他们间的关系b1=2∏（a2xa3）/Vb2=2∏（a3xa1）/Vb1=2∏（a1xa2）/V（4）在固体物理中的意义：①倒格子中的一个基矢对应于正格子中的一族晶面，也就是说，晶格中的一族晶面可以转化为倒格子中的一个点，这在处理晶格的问题上有很大的意义。
例如，晶体的衍射是由于其中一种波和晶格互相作用，与一族晶面发生干涉的结果，并在照片上得出一点，所以，利用倒格子来描述晶格衍射的问题是极为直观和简便的。
固体物理课题论文
国外自1987年光子晶体概念的提出至90年代初期，这期间的研究主要是集中在光子晶体禁带的理论计算和微波波段光子晶体的实验研究方面。之后，有关红外波段、可见光波段、微纳米尺寸光子晶体的研究逐步开展起来，并在制作和加工方面取得了一定的突破，为光子晶体应用于各种光学器件及计算机领域奠定了基础。然而，由于我国对光子晶体的研究起步比较晚，目前研究还主要集中在光子晶体带隙特性的理论分析和计算上。国内对光子晶体的研究，起初主要局限于从事凝聚态物理研究的几所高校，如南京大学、复旦大学、浙江大学等。由于这些单位长期从事固态结构的研究，所以得到的信息也早，不过，他们主要的研究工作也仅仅局限于光子晶体带隙特性的理论分析和计算上。复旦大学应用表面物理国家重点实验室剑教授，提出了光子带隙材料异质结构和量子陷阱结构以及可以用二维光子带隙材料来制作的偏振器等。他们开展了光子带隙材料在国防科技上的应用，从理论上证明了光子带隙材料制作红外隐身材料的可行性等。
《固体物理》课程论文
题目:一维光子晶体的能带结构研究
系别:化学与材料工程系
专业:粉体材料科学与工程
班级:粉体（2）班
学号:1103012034
姓名:王慧慧
一维光子晶体的能带结构研究
摘要：
“光子晶体"的概念是1987年S．John和E．Yabloncvitch分别提出来的。而在当今世界，科学家们在不断研究电子控制的同时发现由于电子的特性，半导体器件的集成快到了极限，而光子有着电子所没有的优越特性：传输速度快，没有相互作用。所以科学家们希望能得到新的材料，可以像控制半导体中的电子一样，自由地控制光子。与此同时随着科学技术的发展特别是制造工艺技术的发展，使得光子晶体的制造不仅变得可能，还得到了长足的进步，在可见光及红外波段可以制成具有所需能带结构的光子晶体，实现对光的控制。因此近年来光子晶体得到深入广泛的研究与应用。
固体物理学论文
半导体材料的综述摘要：电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的学生：章灵电阻温度系数的物质称为半导体：室温时电阻率约在1mΩ·cm～1GΩ·cm之间。
温度升高时电阻率则减小。
半导体材料很多，按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。
锗和硅是最常用的元素半导体；化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物（砷化镓、磷化镓等）、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体（镓铝砷、镓砷磷等）。
除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。
半导体还可分为本征半导体和杂质半导体。
关键词：半导体的发展；半导体的特性；半导体杂质；能带结构引言半导体早在十九世纪就最先被英国科学家发现，他发现半导体的电阻随着温度的变化并不同其他一般的金属，半导体的电阻与金属相反它随着温度的升高而减小，随后法国科学家发现了半导体和电解质接触现成的结，在光照下出现了伏特效应，在不到三十年后德国科学家有发现了半导体第三个特性即，半导体的整流效应。
1.1半导体的发展半导体的发现实际上可以追溯到很久以前，1833年，英国巴拉迪最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属，一般情况下，金属的电阻随温度升高而增加，但巴拉迪发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。
这是半导体现象的首次发现。
不久，1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结，在光照下会产生一个电压，这就是后来人们熟知的光生伏特效应，这是被发现的半导体的第二个特征。
1873年，英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应，这是半导体又一个特有的性质。
半导体的这四个效应，(霍尔效应的余绩──四个伴生效应的发现)虽在1880年以前就先后被发现了，但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。
而总结出半导体的这四个特性一直到1947年12月才由贝尔实验室完成。
大学固体物理论文
固体物理论文题目固体物理的发展与前景姓名李...学号20102942..专业年级物理指导教师陈..固体物理的发展与前景摘要：本文对于固体物理中晶体结构以及其性质，做了简单介绍，并探讨了固体物理的一些应用，以及它在国家项目中的情况和今后的发展前景。
关键字：晶体结构，固体物理，固体激光器，固体表面物理化学。
一、固体物理学研究的对象固体物理学是研究固体的结构及其主城的粒子（原子、离子、电子等）之间相互作用于运动规律，以阐明其性能与用途的学科。
固体的内部结构和运动形式很复杂，这方面的研究是从晶体开始的，因为晶体的内部结构简单，而且具有明显的规律性，较易研究。
以后进一步研究一切处于凝聚状态的物体的内部结构、内部运动以及它们和宏观物理性质的关系。
这类研究统称为凝聚态物理学。
由于固体物理本身是微电子技术、光电子学技术、能源技术、材料科学等技术学科的基础，也由于固体物理学科内在的因素，固体物理的研究论文已占物理学中研究论文三分之一以上。
同时，固体物理学的成就包括各种优异的半导体材料、超导体材料、磁性材料、合金材料、人造晶体、超大规模集成电路等。
而且，其实验手段对化学物理、催化学科、生命科学、地学等的影响日益增长，正在形成新的交叉领域。
固体物理对于技术的发展有很多重要的应用，晶体管发明以后，集成电路技术迅速发展，电子学技术、计算技术以至整个信息产业也随之迅速发展。
其经济影响和社会影响是革命性的。
这种影响甚至在日常生活中也处处可见。
二、固体物理中的测量固体物理奠基于上世纪三十年代，开始在简单固体的领域中取得成果，采用的主要是“还原论”的思维方法，即将复杂事物尽可能还原为简单，寻找一定的规律后再用于复杂体系。
在历经约半个世纪的发展，所研究的对象越来越复杂，高温超导电性、量子霍尔效应、巨磁阻、纳米材料、软物质、分子磁性、聚合物、人工导电材料等等一一进入研究领域。
研究工作的发展带来了新的思维，逐步形成新的观点和新的理论体系。
固体物理论文 超导的应用
固体物理论文-超导的应用学院：物理与电气工程学院专业：物理学班级：10级学号：101101086姓名：仲小亚超导的应用主要有：①利用材料的超导电性可制作磁体，应用于电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能等；可制作电力电缆，用于大容量输电（功率可达10000MVA）；可制作通信电缆和天线，其性能优于常规材料。
②利用材料的完全抗磁性可制作无摩擦陀螺仪和轴承。
③利用约瑟夫森效应可制作一系列精密测量仪表以及辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。
利用约瑟夫森结作计算机的逻辑和存储元件，其运算速度比高性能集成电路的快10～20倍，功耗只有四分之一。
超导在强电方面的应用由于传统的电力输送过程中，送电、变电、配电的每一步都有电阻存在，大量的电力在输送过程中被白白浪费了，而且为了实现远距离送电，为了克服电阻还要用非常高的电压。
而使用超导体输送电力既安全又省钱，一旦成功，将彻底改变目前电力工业的状况。
在高温超导热的年头，室温超导似乎呼之欲出，如果使用室温超导体送电，不需要液氮，其优点是十分明显的。
超导在强磁方面的应用由于用超导体可以实现磁体所达不到的大面积的或高磁强的磁强，所以它已被广泛地运用在各个领域中。
目前人们已经能制造出最高达19万高斯的中小型超导磁体，如果将超导体和常规磁体以适当的方式结合使用，则已获得高达30多万高斯的磁强。
目前，在一些已经建成的或正在建设的大型加速器中，也已经使用了或正准备使用超导磁体。
在能源方面，聚变反应能释放出更多的能量。
而为了使核聚变反应持续进行，必须将处于1亿度到2亿度高温的等离子体高密度的约束起来，在如此高温的情况下，任何约束它的容器都会被熔化或气化。
后来，人们想到用磁强作为一个“磁笼”的话，就可以把高温等离子约束起来。
要造成这种高达几万甚至几十万高斯以上的强磁强，当然只能依靠超导体了。
利用超导约瑟夫森效应随着60年代约瑟夫森效应的发现，超导体在弱磁强、弱电流的电子器件中也获得了广泛的应用。
固体物理学以其应用
固体物理学以其应用 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN南京理工大学《Materials Physics》结课论文固体物理学及其应用学院: 材料学院姓名：BUI DUC THU学号：914116010002目录引言 (1)1 固体物理学 (1)1.1 固体物理学概述 (1)1.2 固体理论和应用 (1)2半导体物理 (1)2.1半导体物理的概述 (1)2.2定义和分类 (2)2.3半导体的物理特性 (2)3固体物理的应用 (7)3.1固体物理在人工结构上的应用 (7)3.2固体物理在新功能材料的应用 (10)4 总结 (13)固体物理学及其应用引言材料的晶体结构是固体物理学的重要内容，而晶体的周期性是固体物理的核心基础。
晶体的周期性体现为晶格的周期性。
晶格的周期性产生了声子。
晶格周期性对电子的影响用Block定律来描述。
晶格周期性对电子的影响体现为电子能带。
固体物理学的这些概念可运用于金属，半导体，超导等一系列不同物质和物质状态。
本论文详细介绍了半导体物理学并描述了固体物理学在不同物质状态下的应用。
1固体物理学1.1固体物理学概述固体物理学是研究固体物质的物理性质，微观结构，构成物质的各种粒子的运动形态，及其相互关系的科学。
固体物理是微电子技术，光电子技术，能源技术，材料科学等技术的基础。
固体物理学涉及到固体的许多重要领域如固体的晶体结构，晶体原子动力学，晶体的电，磁，光性质，固体的结合和固体中的电子，能带理论，紧束缚电子模型等内容，而重点不在于描述固体的宏观物理性质，而是去简明和解锁这些性质，并找到调控这些性质的方法。
1.2固体理论和应用固体物理的重点内容是研究晶体中的周期性以其周期性结构中波的传播问题。
晶体的周期性体现为晶格的周期性，晶格的周期性又对电子的影响能用Block定理来描述。
而波在周期性结构中传播有特征是: 无论是弹性波，电磁波，德布罗意波相关理论的共同点是充分利用了晶体结构中的周期性，使问题变得简化，因此作为实空间变换而得到的波矢空间的重要性就被突出出来，波矢空间的基本单位是布里渊区，因此了解布里渊区内部和边界上的能量波矢关系就成为解决具体问题的关键。
固体物理专题版论文
张三物理学院物理学班00000000000000一维单原子链中点缺陷局域模的研究摘要：晶体原子在格点附近的振动称为晶格振动（Crystal lattice vibration），格点在晶体中表示原子的平衡位置。
从经典力学的观点来看，晶格振动是个力学中的微小振动问题, 只要是力学体系自平衡位置发生微小位移时，这个力学体系的运动都是小振动。
固体的许多性质都可以基于静态模型来理解（即晶体点阵模型），即认为构成固体的原子在空间做严格的周期性排列，在该框架内，我们讨论了X 光衍射发生的条件，求出了晶体的结合能，以后还将在此框架内，建立能带论，计算金属大量的平衡性质。
然而它只是实际原（离）子构形的一种近似，因为原子或离子是不可能严格的固定在其平衡位置上的，而是在固体温度所控制的能量范围内在平衡位置附近做微振动。
只有深入地了解了晶格振动的规律，更多的晶体性质才能得到理解。
如：固体热容，热膨胀，热传导，融化，声的传播，电导率，压电现象，某些光学和介电性质，位移性相变，超导现象，晶体和辐射波的相互作用等等。
简正振动和振动模可以用来描述它。
所以晶格的振动模之所以具有波的形式，是因为晶格具有周期性，而晶格的振动模称为格波。
在晶体中所有原子都参与的一种振动模式表示为一个格波。
格波具有光学波和声学波两种模式或两类。
声子即为格波能量的量子，声子有光学波声子和声学波声子之分。
晶格振动（或者声子）与晶体的电导、热导、比热等都有关系。
关键词：晶格振动；点缺陷；杂质；一维单原子链；局域模；引言晶体中原子的一种最基本的运动方式即为晶体中原子围绕其平衡位置所作的微小振动。
晶格具有周期性，所以，晶格的振动模具有波的形式，我们称其为格波。
格波和一般连续介质波有共同的波的特质，但也有不同的特点。
在晶体中产生格波是由于原子间的相互作用力的存在，当原子间的相互作用力符合虎克定律时，格波即为简谐波。
格波独立存在，不发生相互作用。
倒格子空间中的第一布里渊区内的波矢可以用来描述晶体中的所有格波。
固体物理小论文
利用光子气体模型计算空窖辐射的斯特潘—波尔兹曼定律前提摘要：斯特潘—波尔兹曼定律是1879年Stefan 在观测中发现的，1884年波尔兹曼利用热力学理论导出的。
的数值要由实验测定力学中称为斯特潘常量，在热σσ在本文中，我们通过建立光子气体模型来推导斯特潘—波尔兹曼定律，并给出斯特潘常量的理论数值。
光子气体模型建立 ：把空窖内的辐射场视为互相独立的光子构成的光子气体，光子相互间无作用力，每个光子具有确定的动量，能量，和质量。
光子是玻色子满足波色分布。
1pc -==⇒====l e a d cdp kp ll βεωωωεωε在体积3L V =内，在p~dp 的内，空间自由粒子（n=3）的量子态数为：z y x dp dp dp hVdn 3=考虑到光子有两个自旋所以光子气体在3L V =的空窖内z y x dp dp dp h Vdn 32=428410669.5---⋅⋅⨯==K m W T J u σσ在动量空间的球坐标中θϕθϕθcos sin sin cos sin p p p p p p z y x === 转换到动量空间的球坐标中32sin p 2h d dpd V dn ϕθθ=积分可得在空窖V 内p~dp 的光子气体量子态数dp h V h dp V d d dn 2332020p 8p 2sin πθθϕππ==⎰⎰ 结合光子气体具有的特性①所在空窖V 内ωωωd ~+的平均光子数和辐射场内能分别为：()1,1/332/232-=-=kTkTe d c V d T U e d c V N ωωωωπωωωωπ 将该试积分可得平衡辐射的内能43342034320/33215k1k /1VT c U e dx x T c V U kT x e d c V U x kTππωωωπω=-⎪⎭⎫ ⎝⎛==-=⎰⎰∞∞查阅积分表得引入变量我们视空窖的平衡辐射为热力学系统，引入内能密度u(T)V T V T U ）（u ),(=所以有4334215ku T cπ=现在讨论泄流过程：在窖壁上开一小孔，光子气体将从小孔射出，则单位时间内，传播方向在Ωd 立体角内，通过dA 向一侧辐射的能量为dA d θπcos 4cu Ω则cudA d d cudA dA J u 41cos sin 42020==⎰⎰ππϕθθθπ 带入②式443242u 60kJ T T c σπ==42834-123m 10646.5101.05457110064938.1-----⋅⋅⨯=⋅⨯=⋅⨯=K W s J K J k σ计算得约化普朗克常量带入波尔兹曼常量结论：通过建立光子气体模型来推导的斯特潘—波尔兹曼定律与波尔兹曼的结果一致，给出斯特潘常量的理论数值与实验测得的非常接近。
固体物理小论文
固体物理小论文1.引言 (2)2.晶体结构分析……………………………………………………………………。
33.结合能计算………………………………………………………………………。
.44.振动谱 (7)5.能带结构……………………………………………………………………………。
86.输运性质 (8)7.参考文献 (10)引言在本学期学习了固体物理之后，我学会了分析晶体结构性质的一些通用的基本的方法。
但当我想用这些方法分析一些晶体时，都发现很多的晶体结构都较为复杂,我们所学到的知识可能尚不足以处理这些晶体,因此我最终决定选择NaCl这种我们生活中最为常见的晶体，一是因为NaCl晶体是简立方式的结构(此处简立方不对钠离子和氯离子作分辨）,结构简单，适于练习，二是因为NaCl是我们生活中最为常见的一种物质，分析其性质颇有一种用物理学的眼光审视生活的感觉，三是因为NaCl作为一种简单结构的晶体，历史上已有很多人研究过并研究的较为透彻，很容易找到相关的资料,容易将计算的结果与他们的结果进行比较，并分析原因.晶体结构X射线衍射是研究晶体结构性质的有力手段，利用x射线衍射图谱可以很好的分析晶体的结构类型，而利用布拉维定律可以分析对应晶面的间距，我们就利用NaCl的衍射图样来分析NaCl晶体的结构：（原计划想找到关于NaCl晶体X射线衍射的实验数据，计算得到NaCl晶格常数等数据，并与通用数据相比较，但是由于各种原因,在网上找到的大部分资料都只有NaCl衍射图样,而没有给出具体的波长，没法进行计算。
）仅能做简单分析:1）确定晶体类型：NaCl的衍射图样为：由于fcc晶体有：F hkl=(1+cosπ（h+k）+cosπ（h+l) +cosπ（l+k)），hkl 全奇全偶出现衍射峰，因此NaCl为面心立方结构晶体，另外还可以通过假设原胞结构，由此计算出衍射因子,并与实验结果相比较,直至拟合出相符合的结果，从而推断出NaCl原胞内部的结构，由于实验数据及能力的限制，这里不做推导,而按照相关资料所说的。
固体物理概论论文
固体物理概论学院：物理与电气工程学院专业：物理学班级：10级学号：101101060姓名：吴晓锋1．固体物理简介固体物理学是凝聚态物理的主干，近二三十年研究工作有很大发展。
它是研究固体物质的物理性质、微观结构、构成物质的各种粒子的运动形态，及其相互关系的科学。
它是物理学中内容极丰富、应用极广泛的分支学科。
固体通常指在承受切应力时具有一定程度刚性的物质，包括晶体和非晶态固体。
简单地说，固体物理学的基本问题有：固体是由什么原子组成？它们是怎样排列和结合的？这种结构是如何形成的？在特定的固体中，电子和原子取什么样的具体的运动形态？它的宏观性质和内部的微观运动形态有什么联系？各种固体有哪些可能的应用？探索设计和制备新的固体，研究其特性，开发其应用。
2．中国固体物理发展及成就中国科学院建立以后，组建了以固体物理为主要研究方向的应用物理研究所，他们和一些高等院校一起，推动了晶体学、低温技术、磁学、固体强度与范性学的研究工作的发展。
1958年，在新建的中国科学技术大学内设置了以凝聚态物理为专业的技术物理系。
1977年中国科学院召开的新学科规划会议上，把表面物理、非晶态物理、固体缺陷、相变和高临界温度超导体确定为凝聚态物理的发展重点。
这一时期，在北京、上海、昆明、长春、合肥等地建立了相应的研究机构。
各地的高等院校也取得了一些重要研究成果。
到1990年，中国的凝聚态物理研究的分支学科，已发展成为包括晶体学、晶体生长、磁学、半导体物理、电介质、非晶态物理、表面物理、低温物理、高压物理、固体缺陷、内耗以及固体离子学等十多个分支的大领域；研究机构已发展到十多个研究所和高校研究室，研究人员已达两千多人。
晶体中发生电子跃迁时，常常会伴随着发生晶格能量的改变，表现为晶体中电子跃迁的光吸收和光发射具有复杂的与温度有关的谱线形状。
这个问题对认识晶体的光学和光电性质、认识晶体中激发出来的载流子的运动和寿命等都有重要意义。
1950年，黄昆和里斯（A．Rhys）在“F心的光吸收和非辐射跃迁的理论”中首次对这个问题给出了完整的理论处理。
固体物理专题版论文
张三物理学院物理学班00000000000000一维单原子链中点缺陷局域模的研究摘要：晶体原子在格点附近的振动称为晶格振动（Crystal lattice vibration），格点在晶体中表示原子的平衡位置。
从经典力学的观点来看，晶格振动是个力学中的微小振动问题, 只要是力学体系自平衡位置发生微小位移时，这个力学体系的运动都是小振动。
固体的许多性质都可以基于静态模型来理解（即晶体点阵模型），即认为构成固体的原子在空间做严格的周期性排列，在该框架内，我们讨论了X 光衍射发生的条件，求出了晶体的结合能，以后还将在此框架内，建立能带论，计算金属大量的平衡性质。
然而它只是实际原（离）子构形的一种近似，因为原子或离子是不可能严格的固定在其平衡位置上的，而是在固体温度所控制的能量范围内在平衡位置附近做微振动。
只有深入地了解了晶格振动的规律，更多的晶体性质才能得到理解。
如：固体热容，热膨胀，热传导，融化，声的传播，电导率，压电现象，某些光学和介电性质，位移性相变，超导现象，晶体和辐射波的相互作用等等。
简正振动和振动模可以用来描述它。
所以晶格的振动模之所以具有波的形式，是因为晶格具有周期性，而晶格的振动模称为格波。
在晶体中所有原子都参与的一种振动模式表示为一个格波。
格波具有光学波和声学波两种模式或两类。
声子即为格波能量的量子，声子有光学波声子和声学波声子之分。
晶格振动（或者声子）与晶体的电导、热导、比热等都有关系。
关键词：晶格振动；点缺陷；杂质；一维单原子链；局域模；引言晶体中原子的一种最基本的运动方式即为晶体中原子围绕其平衡位置所作的微小振动。
晶格具有周期性，所以，晶格的振动模具有波的形式，我们称其为格波。
格波和一般连续介质波有共同的波的特质，但也有不同的特点。
在晶体中产生格波是由于原子间的相互作用力的存在，当原子间的相互作用力符合虎克定律时，格波即为简谐波。
格波独立存在，不发生相互作用。
倒格子空间中的第一布里渊区内的波矢可以用来描述晶体中的所有格波。
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国外自1987年光子晶体概念的提出至90年代初期，这期间的研究主要是集中在光子晶体禁带的理论计算和微波波段光子晶体的实验研究方面。之后，有关红外波段、可见光波段、微纳米尺寸光子晶体的研究逐步开展起来，并在制作和加工方面取得了一定的突破，为光子晶体应用于各种光学器件及计算机领域奠定了基础。然而，由于我国对光子晶体的研究起步比较晚，目前研究还主要集中在光子晶体带隙特性的理论分析和计算上。国内对光子晶体的研究，起初主要局限于从事凝聚态物理研究的几所高校，如南京大学、复旦大学、浙江大学等。由于这些单位长期从事固态结构的研究，所以得到的信息也早，不过，他们主要的研究工作也仅仅局限于光子晶体带隙特性的理论分析和计算上。复旦大学应用表面物理国家重点实验室剑教授，提出了光子带隙材料异质结构和量子陷阱结构以及可以用二维光子带隙材料来制作的偏振器等。他们开展了光子带隙材料在国防科技上的应用，从理论上证明了光子带隙材料制作红外隐身材料的可行性等。
结果
光子晶体具有调节光子运动状态的特性，在光通信、医学和国防科技等领域具有非常广阔的应用前景。光子晶体具有光子能带、光子禁带。通过运用光子晶体的能带和禁带理论，就能够控制光在晶体中的传播。与电子晶体相似，光子晶体也具有一维、二维与三维结构之分。本课题主要对一维光子晶体的能带、禁带进行深入地研究，这对设计和制备一维光子晶体具有指导意义。本课题拟采用薄膜光学理论，分析光波在一维光子晶体中的传播特性，探讨光子晶体膜层的折射率、光学厚度、中心波长等对一维光子晶体光带隙性能的影响，从而为一维光子晶体的设计提供参考。
结束语
目前对光子晶体的研发迅速，在不久的将来，将会揭开自然界中许多新的物理规律，对经济和社会的发展将产生不可估量的影响。
参考文献
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在光子晶体的研究主要根据其于电子运动的规律相似这一点，我们借用的理论很多都是固体物理学中的概念和方法来讨论光子晶体的运动规律。但有一点必须明白：光子晶体和晶体在本质上是不同的。
讨论
在光子晶体研究方法上主要采用特性传输矩阵法，平面波展开法，球面波展开法、有限时域差分方程法和N阶(Order-N)法等。这些方法各有优缺点。
上述的光子晶体理论分析方法，只是在给定光子晶体的结构组成后，才能定性或者定量地得出准确的结论。虽然我们知道有几个参量，如介电常数比、填充比、晶格结构等这些参量对光子晶体禁带有影响，但是到底是什么物理机制在光子禁带的形成中起了决定性作用,我们还不是很清楚。也就是说我们很难从物理上定性、定量或半定量得分析和设计光子禁带。光子晶体是一种人工介质材料，自然界中极为稀少。目前人们利用精细加工方法和胶体溶液的自组织生长技术，已成功地制备出远红外、红外和可见波段的光子晶体。人们可通过控制介质周期结构的对称性、介质中的连通性和占空比、相对折射率比值来控制光子能带结构，从而制备出所需要的光子晶体。当然，光子晶体仍存在着理论和技术上的探索，如怎样从物理上定性，定量或半定量地分析和设计光子禁带；如果要得到一定频率范围的光子禁带应找什么样的光子晶体结构来构成等等。
[8]房淑芬，李集思，苏适，张汉壮．一维光子晶体的禁带特性[J]．吉林大学学报，2009,47(1)：98-101．
[9]张会云，张玉萍，郑义，苏希玉．一维无序结构光子晶体的能带特性研究[J]．量子光学学报．2004,10(2)：77-81．
传输矩阵法简单实用，但是传统的传输矩阵法简化了非垂直入射以及多重散射的情况。
平面波展开法是光子晶体理论分析中应用最早、最广的一种方法。在计算光子晶体光子能带结构时，平面波展开法直接应用了结构的周期性，将麦克斯韦方程从实空间变换到离散傅立叶空间，将能带计算简化为对代数本征值问题的求解。应用超级元胞技术，平面波展开法也可以推广到分析光子晶体的局域态和光子晶体波导本征模特性上。
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关键词：光子晶体能带结构半导体器件
引言
20世纪50年代半导体技术的广泛应用推动了信息产业的迅速发展。信息产业的核心是建立在半导体材料基础之上的微电子技术。如今，电子和微电子技术正在走向物理上和技术上的极限，如速度极限、密度极限。这些难以逾越的极限对信息技术的进一步发展提出了重大挑战。其根本原因在于半导体集成电路中信息的载体是电子，而电子是费米子，带电量，存在库仑力，因此集成度过高时，电子之间互相影响，从而极大降低集成电路的性能。如果光子作为信息的载体的话，则不存在以上问题，光子有着电子所部具备的优势。光子晶体是一门正在蓬勃发展的新学科，它吸引了包括经典电磁学、固体能带论、半导体器件物理、量子光学、纳米结构和材料科学等领域的科学家。光子晶体从上世纪80年代末提出发展至今，取得很大的成就。如今，人们对波受到周期性调制的研究已超越光子晶体。声波、等离子博体、磁子波等受到周期调制后也出现带隙和新现象，有可能发现新的应用。
合肥学院
HEFEI UNIVERSITY
《固体物理》课程论文
题目:一维光子晶体的能带结构研究
系别:化学与材料工程系
专业:粉体材料科学与工程
班级:粉体（2）班
学号:1103012034
姓名:王慧慧一维光子晶体的能带构研究摘要：“光子晶体"的概念是1987年S．John和E．Yabloncvitch分别提出来的。而在当今世界，科学家们在不断研究电子控制的同时发现由于电子的特性，半导体器件的集成快到了极限，而光子有着电子所没有的优越特性：传输速度快，没有相互作用。所以科学家们希望能得到新的材料，可以像控制半导体中的电子一样，自由地控制光子。与此同时随着科学技术的发展特别是制造工艺技术的发展，使得光子晶体的制造不仅变得可能，还得到了长足的进步，在可见光及红外波段可以制成具有所需能带结构的光子晶体，实现对光的控制。因此近年来光子晶体得到深入广泛的研究与应用。
这两种方法均用到了介质分布的周期性，且只考虑了单色光的传输，属于谱域的方法。但对于实际的光子晶体，在三个方向上均可能是有限的并可能存在各种缺陷。这两种防法就不是很好了。
时域有限差分方法(简称FDTD)可以让我们很容易弄明白光在光子晶体的传输过程，而且时域有限差分方法表达简明，容易理解。
N阶(Order-N)法是引自电子能带理论紧束缚近似中的一种方法。