复习资料-固体物理

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山东省考研物理复习资料固体物理学核心内容梳理

山东省考研物理复习资料固体物理学核心内容梳理

山东省考研物理复习资料固体物理学核心内容梳理一、概述固体物理学是研究物质在固态条件下的各种性质和行为的学科。

它涉及到晶体结构、晶格振动、电子结构与导电性、磁性、光学性质等方面的内容。

本文将围绕山东省考研物理复试中的核心内容,对固体物理学的知识进行梳理。

二、晶体结构晶体是具有长程有序的物质,其结构可以通过布拉维格子和晶格点来描述。

布拉维格子是晶体中以某一点为中心,以其周围的最近邻原子或离子的连接线为边所围成的平行六面体。

晶格点则是晶体中具有对称性的点。

1. 空间群空间群是描述晶体对称性的数学符号,包括点群和平移群。

......(此处继续叙述晶体结构相关知识)三、晶格振动晶体中的原子围绕其平衡位置做振动,可以分为光学振动和声学振动两种类型。

光学振动是指在晶格中振动方向垂直于振动方向的振动模式,而声学振动则是指振动方向平行于振动方向的振动模式。

1. 福音区和声子福音区是晶体中一个能量范围,该范围内的电子不具备自由电子的性质,只能传导与导体中类似的化学键释放出来的电子。

而晶体中的振动可以通过声子来描述,声子是能量的基本载体,代表着晶格中的振动子的能量和动量。

四、电子结构与导电性晶体的导电性与其电子结构有着密切的关系。

固体物理学研究了晶体中电子的能带结构、导电性质和电子-晶格相互作用等方面的内容。

1. 能带结构晶体中的电子能量可以通过能带结构来描述,其中包含导带和禁带。

禁带中没有能级时,物质对该能区域内的电磁辐射不敏感,故处于禁带中的电子无法导电。

2. 能带的形成能带的形成与晶体中电子的周期性排列和量子力学效应密切相关。

晶体中的电子态可以通过布洛赫函数来描述。

五、磁性磁性是物质特性中的重要一项,固体物理学研究了晶体中磁性物质的自发磁化过程、磁畴和自旋等方面的内容。

1. 磁矩和磁性磁矩是描述物质在磁场中的响应程度的物理量,与物质中的电子自旋和轨道运动密切相关。

磁性可以分为顺磁性、抗磁性和铁磁性三种类型。

2. 磁性的来源磁性的产生源于晶体中的电子磁矩,与电子的自旋和轨道运动有关。

固体物理总复习

固体物理总复习

gap
2 )q 一维双原子链的长声学波 ( a mM B 长声学波中相邻原子的振动 ( A ) 1
光学波 长波极限
2
mM B m , ( ) - mM A M
§3.4
1. 三维复式格子
三维晶格的振动
l i [ t R l k q ] 格波的一般形式 A e k k
ab c
§5 晶体的宏观对称性
点对称操作 1. 绕轴旋转 2.旋转-反演(反演,镜面) 对称操作
1. 绕轴旋转
2.旋转-反演 3.空间平移
晶体的宏观对称性只有8种独立的对称操作: 1,2,3,4,6, 1 ( i ),
2 (m)

4
能证明为何晶体中没有5次对称性?
第二章
• 晶体结合的类型? • 晶体结合的物理本质? • 固体结合的类型与固体性质之间的联系?
T —— 电子对比热的贡献, 即电子热容
AT 3—— 晶格振动对比热的贡献, 即晶格热容
温度不太低时,可以忽略电子的贡献 爱因斯坦模型与德拜模型 爱因斯坦温度和德拜温度
§3.9 晶格振动模式密度
晶格振动模式密度 —— 单位频率间隔的振动模式数目
n g ( ) lim 0
在q空间,晶格振动模是均匀分布的,状态密度
本课程的主要内容
晶格动力学
原子核的运动规律 核外电子的运动规律
固体物理
固体电子论
晶格动力学
1. 晶体结构 2. 固体的结合 3. 晶格振动和热学性质
固体电子论
4. 能带理论 5. 外场中电子的运动 6. 金属电子论
第一章 摘
§1-1 §1-2 §1-3 §1-4 §1-5 §1-6 §1-7 §1-8 §1-9

固体物理复习资料

固体物理复习资料

固体物理复习资料固体物理复习资料固体物理是物理学中的一个重要分支,研究固体物质的性质和行为。

对于学习固体物理的同学来说,复习资料的准备是非常重要的。

本文将为大家提供一些固体物理复习资料,帮助大家更好地理解和掌握这门学科。

一、晶体结构晶体结构是固体物理的基础,它描述了固体中原子、离子或分子的排列方式。

了解晶体结构有助于我们理解固体的性质和行为。

在复习晶体结构时,我们可以从晶体的基本概念开始,如晶体的定义、晶体的分类等。

然后,可以学习晶体的几何结构,如立方晶系、六方晶系等。

此外,还应该了解晶体的点阵结构和晶格常数的计算方法。

二、晶体缺陷晶体缺陷是指晶体中存在的一些不完美的结构。

了解晶体缺陷对于理解固体的性质和行为非常重要。

在复习晶体缺陷时,可以学习晶体缺陷的分类和特点,如点缺陷、线缺陷、面缺陷等。

还可以学习晶体缺陷对固体性质的影响,如导电性、热导性等。

此外,还可以学习晶体缺陷的形成和控制方法。

三、晶体生长晶体生长是指从溶液或气相中形成晶体的过程。

了解晶体生长对于制备晶体材料具有重要意义。

在复习晶体生长时,可以学习晶体生长的基本原理和方法,如溶液法、气相法等。

还可以学习晶体生长的条件和影响因素,如温度、浓度、溶液饱和度等。

此外,还可以学习晶体生长的控制方法和应用,如生长单晶、合成纳米晶等。

四、固体的电学性质固体的电学性质是指固体导电和电介质性质的研究。

了解固体的电学性质对于理解固体的导电机制和应用非常重要。

在复习固体的电学性质时,可以学习固体的导电机制,如金属的自由电子理论、半导体的能带理论等。

还可以学习固体的导电性质,如电导率、电阻率等。

此外,还可以学习固体的电介质性质,如介电常数、介质极化等。

五、固体的热学性质固体的热学性质是指固体的热传导和热膨胀性质的研究。

了解固体的热学性质对于理解固体的热传导机制和热膨胀行为非常重要。

在复习固体的热学性质时,可以学习固体的热传导机制,如导热电子、晶格振动等。

还可以学习固体的热传导性质,如热导率、热扩散系数等。

固体物理知识点总结

固体物理知识点总结

固体物理知识点总结1. 固体的结构固体的结构是固体物理研究的重要内容之一。

固体的结构可以分为晶体结构和非晶体结构两类。

晶体是指固体物质中原子、离子或分子按照一定规则有序排列的结构,具有长程有序性。

晶体的周期性结构使其具有一些特殊的性质,如晶格常数和晶胞结构等。

晶体的结构可以根据晶体的对称性将晶系分为七类:三斜晶系、单斜晶系、单轴晶系、三方晶系、四方晶系、立方晶系和六方晶系。

非晶体是指固体中原子、离子或分子无序排列的结构,没有明显的周期性,具有短程有序性。

2. 固体的热力学性质固体的热力学性质是指固体在温度、压力等条件下的热力学行为。

其中包括固体的热容、热导率、热膨胀系数等热力学性质。

固体的热容是指单位质量的固体物质吸收或释放的热量与温度变化之间的关系。

固体的热导率是指单位时间内,单位面积和单位温度梯度下热量的传导速率。

固体的热膨胀系数是指单位体积的固体物质在温度变化时体积的变化与温度变化之间的关系。

3. 固体的光学性质固体的光学性质是指固体对光的吸收、散射和折射等性质。

固体的光学性质与其结构和原子(分子)的能级结构有关。

固体物质中的原子和分子会吸收特定波长的光子,产生特定的光谱线。

固体的折射率是指光在固体中传播时的光线偏折情况,也称为光线传播速度与真空中的光速之比。

4. 固体的电学性质固体的电学性质包括固体的导电性、介电常数、电阻率等。

固体的导电性是指固体对电流的导通能力。

固体的介电常数是指固体在外电场作用下的电极化程度。

固体的电阻率是指固体对电流的阻碍程度。

5. 固体的磁学性质固体的磁学性质是指固体在外磁场下的磁化行为。

固体物质中的原子和分子会在外磁场下产生磁化。

固体的磁学性质与其结构和原子(分子)的磁矩分布有关。

固体的磁化率是指固体在外磁场下的磁化程度。

固体物理是物理学中一个重要而广泛的研究领域,涉及的内容十分丰富和复杂。

本文仅对固体物理的基本知识点进行了简要的介绍和总结,希望能够为读者的学习和研究提供一些帮助。

固体物理知识点总结

固体物理知识点总结

一、考试重点晶体结构、晶体结合、晶格振动、能带论的基本概念和基本理论和知识二、复习内容第一章晶体结构基本概念1、晶体分类及其特点:单晶粒子在整个固体中周期性排列非晶粒子在几个原子范围排列有序短程有序多晶粒子在微米尺度内有序排列形成晶粒,晶粒随机堆积准晶体粒子有序排列介于晶体和非晶体之间2、晶体的共性:解理性沿某些晶面方位容易劈裂的性质各向异性晶体的性质与方向有关旋转对称性平移对称性3、晶体平移对称性描述:基元构成实际晶体的一个最小重复结构单元格点用几何点代表基元,该几何点称为格点晶格、平移矢量基矢确定后,一个点阵可以用一个矢量表示,称为晶格平移矢量基矢元胞以一个格点为顶点,以某一方向上相邻格点的距离为该方向的周期,以三个不同方向的周期为边长,构成的最小体积平行六面体;原胞是晶体结构的最小体积重复单元,可以平行、无交叠、无空隙地堆积构成整个晶体;每个原胞含1个格点,原胞选择不是唯一的晶胞以一格点为原点,以晶体三个不共面对称轴晶轴为坐标轴,坐标轴上原点到相邻格点距离为边长,构成的平行六面体称为晶胞;晶格常数WS元胞以一格点为中心,作该点与最邻近格点连线的中垂面,中垂面围成的多面体称为WS原胞;WS原胞含一个格点复式格子不同原子构成的若干相同结构的简单晶格相互套构形成的晶格简单格子点阵格点的集合称为点阵布拉菲格子全同原子构成的晶体结构称为布拉菲晶格子;4、常见晶体结构:简单立方、体心立方、面心立方、金刚石闪锌矿铅锌矿氯化铯氯化钠钙钛矿结构5、密排面将原子看成同种等大刚球,在同一平面上,一个球最多与六个球相切,形成密排面密堆积密排面按最紧密方式叠起来形成的三维结构称为密堆积;六脚密堆积密排面按AB\AB\AB…堆积立方密堆积密排面按ABC\ABC\ABC…排列5、晶体对称性及分类:对称性的定义晶体绕某轴旋转或对某点反演后能自身重合的性质对称面对称中心旋转反演轴8种基本点对称操作14种布拉菲晶胞32种宏观对称性7个晶系6、描述晶体性质的参数:配位数晶体中一个原子周围最邻近原子个数称为配位数;晶体最大配位数为12,晶体可能配位数12,8,6,4,3,2;晶列过任意两格点的直线称为晶列晶向晶列方向晶向指数晶面全部格点用一族平行平面包含,该平行平面族称为晶面族,族中每个平面称为晶面晶面指数晶面在元胞基矢截距的倒数的互质整数组称为晶面指数密勒指数hkl晶面在晶胞基矢上截距的倒数的互质整数组称为密勒指数面间距面密度体密度致密度解理面对原子晶体,密勒指数简单的晶面族,面间距较大,晶面格点密度大,晶面间结合力较小,容易解理;对离子晶体,晶面格点密度大且晶面是电中性的晶面容易解理7、倒格子:定义倒格子是晶格点阵在波矢空间的傅立叶变换倒格子基矢倒格矢布里渊区以任意倒格点为原点,作所有倒格矢的垂直平分面将倒格子空间分成的一系列区域,称为布里渊区理论公式1、布拉菲点阵分布函数2、倒格矢3、倒格子基矢与正格子关系式4、晶面指数57-60、密勒指数61、晶面间距65-66、晶面原子密度的计算图形和关系曲线1、简单立方配位数、元胞、元胞基矢、晶胞、晶胞基矢、不同晶面上格点分布、倒格子基矢、第一布里渊区2、体心立方配位数、元胞、元胞基矢、晶胞、晶胞基矢、不同面上格点分布、倒格子基矢、第一布里渊区2、面心立方配位数、元胞、元胞基矢、晶胞、晶胞基矢、不同面上格点分布、倒格子基矢、第一布里渊区3、115-1204、金刚石结构最小结构单元、配位数、元胞、晶胞、晶胞基矢、不同面格点分布、倒格子基矢、第一布里渊区第二章晶体结合基本概念1、两粒子间排斥力及其性质两粒子间吸引力及其性质两粒子间总相互作用力及其特点2、两粒子间相互作用势能晶体总相互作用能晶体结合能绝对零度下,忽略粒子零点振动能,晶体粒子最小总相互作用势能等于晶体结合能3、离子键及特点马德隆常数4、共价键的形成及其特点两个原子各出一个电子,在两个原子核之间形成较大电子云密度被两个原子共用、自旋相反配对的电子结构极性共价键形成及其特点共用电子对偏向负电性大的原子的共价键6、金属键形成及其特点金属原子结合成金属晶体时,价电子脱离原子成为晶格共有电子,原子成为正离子实,共有化电子与离子实库仑引力构成金属键7、范德瓦耳斯键形成及其特点原子负电性原子电离能基态原子失去一个电子成为正离子所需能量原子亲和能基态原子俘获一个电子成为负离子时释放的能量5、原子负电性与晶体结构关系10、SP3、SP2、SP轨道杂化的形成及其性质原子S、P轨道波函数杂化形成的波函数给出的电子几率分布称为杂化轨道;理论公式1、两粒子间相互作用能的一般形式2、两粒子间相互作用力的一般形式3、晶体体积弹性模量4、原子负电性计算式图形和关系曲线1、两粒子相互作用势能2、两粒子相互作用力3、SP3杂化轨道示意图第三章晶格振动基本概念1、一维单原子晶格振动及其特点2、一维双原子晶格振动及其特点3、简谐近似原子绕格点弹性振动谐振,振动位移与弹性力成正比4、最近邻近似5、周期性边界条件6、格波8、格波波矢、波矢空间、波矢密度第一布里渊区波矢个数8、色散关系圆频率-波长关系群速度相速度原子振动状态用格波位相描述,波速等于振动位相传播速度,称为相速度6、光学支格波声学支格波长纵光学波、长纵声学波基元中两个原子相反振动,形成长光学波10、振动模式数每个波矢对应一个声学波圆频率和一个光学波圆频率;N个元胞一维双原子晶格共有2N个独立振动模式自由度;11、振动模式数与晶体结构的关系11、声子晶格振动能量的“量子”声子准动量声子统计分布一定温度下,晶体中能量为的平均声子数由玻色-爱因斯坦统计给出,平均声子数12、振动模式密度12、正则变换独立振动模式的正交性、完备性周期性边界条件下,所有的晶格振动模式构成正交、完备集态空间理论公式1、一维格波、二维格波三维格波解2、一维、二维、三维晶格周期性边界3、三维晶格振动总能量表达式及其意义4、晶格振动模式密度定义5、一维、二维、三维晶格振动模式密度计算图形和关系曲线1、一维单原子晶格色散关系曲线2、一维双原子晶格色散关系曲线第四章晶体能带基本概念1、单电子近似包括:绝热近似假设相对于电子运动速度,离子实近似固定在格点上不动;平均场近似假设每个价电子所处的周期场相同,与其它价电子、离子实的库仑相互作用只与该价电子位置有关周期性势场近似若单电子势具有晶格平移周期性,晶体价电子的定态薛定谔方程求解转化为晶格周期场中单电子薛定谔方程求解2、电子共有化运动、晶体电子、能带电子波包代表的电子称为能带电子3、布洛赫定理布洛赫波的物理意义4、周期性边界条件5、电子波矢、波矢空间、波矢空间密度、电子能态状态密度6、能带共有化电子能量本征值,不同波矢对应的能量值能级的集合,称为能带禁带能隙、满带、空带、导带能量最低的空带、价带能量最高的满带、近满带、半满带、能带底、能带顶、能带宽度7、准经典近似、波包8、电子平均速度能带电子波包群速度定义为能带电子的平均速度电子加速度9、电子有效质量及其物理意义电子有效质量概括了周期场对电子的作用,使外场下能带电子的运动,可用服从牛顿运动定律、具有有效质量的“赝电子”来描述;能带底电子有效质量能带顶电子有效质量10、导体、绝缘体、半导体的能带图11、固体导电性特点及其能带论解释11、空穴及物理意义电场作用下,缺1个电子的能带中其余2N-1个电子对电流的贡献等效为1个带正电子电量粒子的贡献,这个粒子称为空穴、空穴电荷量、空穴有效质量理论公式1、一维晶格、二维晶格、三维晶格的状态能态密度2、布洛赫波函数3、电子、空穴平均速度4、电子、空穴有效质量5、晶体电子在外场作用下的牛顿第二定律6、单电子近似下的薛定谔方程图形和关系曲线1、电子能带的四种不同表示方法2、导体、半导体、绝缘体能带三、试卷结构共七大题1、填空题20空,共20分2、画图及计算10分3、概念解释题共5个概念,10分4、画图及计算15分5、论述题10分6、画图及论述15分7、运用公式计算20分满分:100分四、成绩构成期末考试成绩80%,平时成绩20%特点:1、考试题目体现不同章节内容的连续 2、对所学内容的准确掌握补充:第一章PPT68改错第一章PPT75说明。

《固体物理》期末复习要点

《固体物理》期末复习要点

《固体物理》期末复习要点第一章1.晶体、非晶体、准晶体定义晶体:原子排列具有长程有序的特点。

非晶体:原子排列呈现近程有序,长程无序的特点。

准晶体:其特点是介于晶体与非晶体之间。

2.晶体的宏观特征1)自限性2)解理性3)晶面角守恒4)各向异性5)均匀性6)对称性7)固定的熔点3.晶体的表示,什么是晶格,什么是基元,什么是格点晶格:晶体的内部结构可以概括为是由一些相同的点在空间有规则地做周期性无限分布,这些点的总体称为晶格。

基元:若晶体有多种原子组成,通常把由这几种原子构成晶体的基本结构单元称为基元。

格点:格点代表基元的重心的位置。

4.正格和倒格之间的关系,熟练掌握典型晶体的倒格矢求法5.典型晶体的结构及基矢表示6.熟练掌握晶面的求法、晶列的求法,证明面间距公式7.什么是配位数,典型结构的配位数,如何求解典型如体心、面心的致密度。

一个粒子周围最近邻的粒子数称为配位数。

面心:12 体心:8 氯化铯(CsCl):8 金刚石:4 氯化钠(NaCl):6 8.什么是对称操作,有多少种独立操作,有几大晶系,有几种布拉维晶格,多少个空间群。

对称操作:使晶体自身重合的动作。

根据对称性,晶体可分为7大晶系,14种布拉维晶格,230个空间群。

9.能写出晶体和布拉维晶格10.了解X射线衍射的三种实验方法及其基本特点1)劳厄法:单晶体不动,入射光方向不变。

2)转动单晶法:X射线是单色的,晶体转动。

3)粉末法:单色X射线照射多晶试样。

11.会写布拉格反射公式12.什么是几何结构因子。

几何结构因子:原胞内所有原子的散射波,在所考虑方向上的振幅与一个电子的散射波的振幅之比。

第二章1.什么结合能,其定位公式晶体的结合能就是将自由的原子(离子或分子) 结合成晶体时所释放的能量。

2.掌握原子间相互作用势能公式,及其曲线画法。

3.什么叫电离能、亲和能、负电性电离能:中性原子失去电子成为价离子时所需要的能量。

电子亲和能:中性原子获得电子成为-1价离子时所放出的能量。

固体物理学考试重点

固体物理学考试重点

固体物理学一:晶体结构1.晶体结构=空间点阵+基元2.晶格:晶体中原子的规则排列简称为晶格。

3.基元:在晶体中适当选取某些原子作为一个基本结构单元,这个基本结构单元称为基元。

4.结点:空间点阵学说中所称的“点子”代表着结构中相同的位置,称为结点。

5.点阵:格点的总体称为点阵。

6晶向:晶体中同一个格点可以形成方向不同的晶列,每一个晶列定义了一个方向,称为晶向。

7.简单格子晶体:基元只有一个原子的晶体,原子与晶格的格点相重合而且每个格点周围的情况都一样。

8.复式格子晶体:基元有两个或两个以上的原子构成的晶体。

9.声子:10.晶胞与原胞的区别:在同一晶格中原胞的选取不是唯一的,但他们的体积都是相等的,而晶胞的体积一般为原胞的若干倍。

11.绝对零度费米能:12.NaCl和CsCl的晶体结构:NaCl:晶胞为面心立方;阴阳离子均构成面心立方且相互穿插而形成;每个阳离子周围紧密相邻有6个阴离子,每个阴离子周围也有6个阳离子,均形成正八面体;每个晶胞中有4个阳离子和4个阴离子,组成为1:1。

CsCl:晶胞为体心立方;阴阳离子均构成空心立方体,且相互成为对方立方体的体心;每个阳离子周围有8个阴离子,每个阴离子周围也有8个阳离子,均形成立方体;每个晶胞中有1个阴离子和1个阳离子,组成为1:1。

13.晶体的结合方式,为什么能结合成晶体?①离子性结合,靠离子间的库伦吸引作用形成晶体;②共价结合,靠两个原子各贡献一个电子形成共价键进而形成晶体;③金属性结合,靠负电子云和正离子实之间的库伦相互作用结合成晶体;④范德瓦尔斯结合,靠瞬时的电偶极矩的感应作用结合成晶体。

14.晶体的结合能与平衡间距?晶体的结合能就是将自由的原子(离子或分子)结合成晶体时所释放的能量;晶体的平衡间距就是14.什么是晶格振动的德拜模型和爱因斯坦模型,其物理意义是什么,为什么德拜模型在低温时能给出较好的结果而爱因斯坦模型给出的结果较差?德拜模型:假设晶体是各向同性的连续弹性介质,格波可以看成连续介质的弹性波。

固体物理总复习资料及答案

固体物理总复习资料及答案

固体物理总复习资料及答案固体物理总复习题⼀、填空题1.原胞是的晶格重复单元。

对于布拉伐格⼦,原胞只包含个原⼦。

2.在三维晶格中,对⼀定的波⽮q ,有⽀声学波,⽀光学波。

3.电⼦在三维周期性晶格中波函数⽅程的解具有形式,式中在晶格平移下保持不变。

4.如果⼀些能量区域中,波动⽅程不存在具有布洛赫函数形式的解,这些能量区域称为 ;能带的表⽰有、、三种图式。

5.按结构划分,晶体可分为⼤晶系,共布喇菲格⼦。

6.由完全相同的⼀种原⼦构成的格⼦,格⼦中只有⼀个原⼦,称为格⼦,由若⼲个布喇菲格⼦相套⽽成的格⼦,叫做格⼦。

其原胞中有以上的原⼦。

7.电⼦占据了⼀个能带中的所有的状态,称该能带为;没有任何电⼦占据的能带,称为;导带以下的第⼀满带,或者最上⾯的⼀个满带称为;最下⾯的⼀个空带称为 ;两个能带之间,不允许存在的能级宽度,称为。

8.基本对称操作包括 , ,三种操作。

9.包含⼀个n重转轴和n 个垂直的⼆重轴的点群叫。

10.在晶体中,各原⼦都围绕其平衡位置做简谐振动,具有相同的位相和频率,是⼀种最简单的振动称为。

11.具有晶格周期性势场中的电⼦,其波动⽅程为。

12.在⾃由电⼦近似的模型中,随位置变化⼩,当作来处理。

13.晶体中的电⼦基本上围绕原⼦核运动,主要受到该原⼦场的作⽤,其他原⼦场的作⽤可当作处理。

这是晶体中描述电⼦状态的模型。

14.固体可分为 , ,。

15.典型的晶格结构具有简⽴⽅结构, , , 四种结构。

16.在⾃由电⼦模型中,由于周期势场的微扰,能量函数将在K= 处断开,能量的突变为。

17.在紧束缚近似中,由于微扰的作⽤,可以⽤原⼦轨道的线性组合来描述电⼦共有化运动的轨道称为,表达式为。

18.爱因斯坦模型建⽴的基础是认为所有的格波都以相同的振动,忽略了频率间的差别,没有考虑的⾊散关系。

19.固体物理学原胞原⼦都在,⽽结晶学原胞原⼦可以在顶点也可以在即存在于。

20.晶体的五种典型的结合形式是、、、、。

固体物理学复习总结

固体物理学复习总结

第一章 晶体结构1.晶体:组成固体的原子(或离子)在微观上的排列具有长程周期性结构;eg :单晶硅。

晶体具有的典型物理性质:均匀性、各向异性、自发的形成多面体外形、有明显确定的熔点、有特定的对称性、使X 射线产生衍射。

非晶体:组成固体的粒子只有短程序,但无长程周期性;eg :非晶硅、玻璃准晶:有长程的取向序,沿取向序的对称轴方向有准周期性,但无长程周期性,不具备晶体的平移对称性;eg :快速冷却的铝锰合金2.三维晶体中存在7种晶系14种布拉菲格子;对于简单格子晶胞里有几个原子就有几个原胞,复式格子中包含两个或更多的格子。

3.典型格子特点:sc bcc fcc hcp Diamond 晶胞体积3a 3a 3a 32a 3a 每晶胞包含的格点数1 2 4 6 8 原胞体积3a 321a 341a 332a 341a 最近邻数(配位数)6 8 12 12 4 填充因子0.524 0.68 0.74 0.74 0.34 典型晶体 NaCl CaO Li K Cu Au Zn Mg Si Ge4.sc 正格子基矢:k a a j a a i a a ===321,,;sc 倒格子基矢:k ab j a i a πππ2,2b ,2b 321===; fcc 正格子基矢:)2),2),2321j i a a k i a a k j a a +=+=+=(((; fcc 倒格子基矢:)2),2),2b 321k j i ab k j i a b k j i a -+=+-=++-=(((πππ; bcc 正格子基矢: )2),2),2321k j i a a k j i a a k j i a a -+=+-=++-=(((; bcc 倒格子基矢:)2),2),2b 321j i a b k i a b k j a +=+=+=(((πππ; 倒格子原胞基V a a )(2b 321⨯=π,V a a )(2b 132⨯=π,Va a )(2b 213⨯=π 正格子和倒格子的基矢关系为ij a πδ2b j i =⋅;设正格子原胞体积为V,倒格子原胞体积为Vc ,则3)2(V c V π=⨯。

固体物理期末复习提纲终极版

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固体物理期末复习提纲终极版一、晶体的结构与晶胞1.晶体的定义和特点2.晶体的结构指数和晶系3.晶胞的定义和特点4.基元和晶格的概念二、晶体的对称性1.对称元素和操作2.空间群和点群3.空间群的表示方法4.特殊对称性的晶体结构三、晶体的晶格1.晶格的定义和特点2.布拉维格子和布里渊区3.第一布里渊区和倒格子4.倒格子和衍射四、晶体的X射线衍射1.X射线的特点和衍射现象2. Laue方程和Bragg法则3.X射线的衍射仪器4.逆格子和晶体结构的解析五、晶体的晶体缺陷1.点缺陷和芯片2.面缺陷和晶界3.体缺陷和空位4.缺陷的影响和应用六、晶体的晶格振动1.晶格振动的分类和特点2.声子和性质3.声子的产生和吸收4.热导率和声学性质七、电子与能带论1.自由电子气模型2.原子间作用和周期性势能3.能带的形成和分类4.能带的导电性八、半导体与绝缘体1.化学键与共价键2.半导体与绝缘体的能带结构3. pn结的形成和性质4.磁半导体和自旋电子学九、金属与超导体1.金属的电子气模型2.金属的导电性和热传导性3.超导体的发现和性质4.超导体的理论和应用十、晶体的光学性质1.基本光学现象和方程2.介质和折射率3.光在晶体中的传播和偏振4.光学谱和材料应用十一、纳米材料与表面物理1.纳米材料的特点和制备方法2.纳米材料的性质和应用3.表面物理和表面改性4.加工技术和纳米器件这是一个固体物理期末复习的终极版提纲,涵盖了晶体的结构与晶胞、晶体的对称性、晶体的晶格、晶体的X射线衍射、晶体的晶体缺陷、晶体的晶格振动、电子与能带论、半导体与绝缘体、金属与超导体、晶体的光学性质、纳米材料与表面物理等重要内容。

通过按照这个提纲进行复习,可以全面而系统地理解和掌握固体物理学的基本概念和相关知识,为期末考试做好充分的准备。

固体物理学整理复习资料

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固体物理学整理复习资料固体物理复习要点第一章 1、晶体有哪些宏观特性?答:自限性、晶面角守恒、解理性、晶体的各向异性、晶体的均匀性、晶体的对称性、固定的熔点这是由构成晶体的原子和晶体内部结构的周期性决定的。

说明晶体宏观特性是微观特性的反映2、什么是空间点阵?答:晶体可以看成由相同的格点在三维空间作周期性无限分布所构成的系统,这些格点的总和称为点阵。

3、什么是简单晶格和复式晶格?答:简单晶格:如果晶体由完全相同的一种原子组成,且每个原子周围的情况完全相同,那么这种原子所组成的网格称为简单晶格。

复式晶格:如果晶体的基元由两个或两个以上原子组成,相应原子分别构成和格点相同的网格,称为子晶格,它们相对位移而形成复式晶格。

4、试述固体物理学原胞和结晶学原胞的相似点和区别。

答:(1)固体物理学原胞(简称原胞)构造:取一格点为顶点,由此点向近邻的三个格点作三个不共面的矢量,以此三个矢量为边作平行六面体即为固体物理学原胞。

特点:格点只在平行六面体的顶角上,面上和内部均无格点,平均每个固体物理学原胞包含1个格点。

它反映了晶体结构的周期性。

(2)结晶学原胞〔简称晶胞〕构造:使三个基矢的方向尽可能地沿着空间对称轴的方向,它具有明显的对称性和周期性。

特点:结晶学原胞不仅在平行六面体顶角上有格点,面上及内部亦可有格点。

其体积是固体物理学原胞体积的整数倍。

5、晶体包含7大晶系,14种布拉维格子,32个点群?试写出7大晶系名称;并写出立方晶系包含哪几种布拉维格子。

答:七大晶系:三斜、单斜、正交、正方、六方、菱方、立方晶系。

6.晶体的对称性与对称操作由于晶体原子在三维空间的周期排列,因此晶体在外型上具有一定的对称性质。

这种宏观上的对称性,是晶体内在结构规律性的表达。

由于晶体周期性的限制,晶体仅具有为数不多的对称元素和对称操作。

对称元素:对称面〔镜面〕、对称中心〔反演中心〕、旋转轴和旋转反演轴。

相应的对称操作分别是:1对对称面的反映2晶体各点通过中心的反演3绕轴的一次或屡次旋转4一次或屡次旋转之后再次经过中心的反演。

(完整版)固体物理复习

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非晶体——原子的排列没有明确的周期性(短程有序)晶体——原子按一定的周期排列规则的固体(长程有序)准晶体——介于晶体和非晶体之间的新的状态晶体结构最常见的三种立方格子简单立方晶格、面心立方晶格、体心立方晶格,其配位数分别为6、12、8;六角密堆的配位数为12,金钢石结构的配位数为4。

原胞是最小的晶格重复单元。

对于简单晶格,原胞包含1个原子。

若321,,aaa表示某布拉伐格子的基矢(又称正格子基矢),321,,bbb表示该布拉伐格子的倒格子基矢,那么正格子基矢与倒格子基矢之间满足的关系为:。

(教材:p17)画出体心立方、面心立方和六角密堆的原胞,如果各自晶胞的体积为v,则原胞的体积分别为v/2,v/4,v/3晶向晶面画出简单立方晶格的晶向,立方边共有6个不同的晶向由于立方晶格的对称性,以上6个晶向是等效的可以表示为<100>]100[],001[],10[]010[],001[],100[100110111<><><>按结构划分,晶体可以分为7 大晶系,共有 14 布拉伐格子。

若321,,a a a表示某布拉伐格子的基矢(又称正格子基矢),321,,b b b 表示该布拉伐格子的倒格子基矢,那么矢量332211a n a n a n R++=的全部端点的集合构成)100(面等效的晶面数分别为:3个 }100{表示)110(面等效的晶面数分别为:6个 }110{表示)111(面等效的晶面数分别为:4个 }111{表示231123312123123123222a a b a a a a a b a a a a a b a a a πππ⨯=⋅⨯⨯=⋅⨯⨯=⋅⨯2()20()i j ij i j a b i j ππδ==⎧⋅=⎨=≠⎩布拉伐格子,矢量332211b h b h b h G h++=的全部端点的集合构成 倒格子 。

对晶格常数为a 的SC 晶体,与正格矢k a j a i a R22++=正交的倒格子晶面族的面指数为 (122) , 其面间距为 a32π。

固体物理总复习资料及复习资料

固体物理总复习资料及复习资料

固体物理总复习题一、填空题1.原胞是的晶格重复单元。

对于布拉伐格子,原胞只包含个原子。

2.在三维晶格中,对一定的波矢q ,有支声学波,支光学波。

3.电子在三维周期性晶格中波函数方程的解具有形式,式中在晶格平移下保持不变。

4.如果一些能量区域中,波动方程不存在具有布洛赫函数形式的解,这些能量区域称为;能带的表示有、、三种图式。

5.按结构划分,晶体可分为大晶系,共布喇菲格子。

6.由完全相同的一种原子构成的格子,格子中只有一个原子,称为格子,由若干个布喇菲格子相套而成的格子,叫做格子。

其原胞中有以上的原子。

7.电子占据了一个能带中的所有的状态,称该能带为;没有任何电子占据的能带,称为;导带以下的第一满带,或者最上面的一个满带称为;最下面的一个空带称为;两个能带之间,不允许存在的能级宽度,称为。

8.基本对称操作包括,,三种操作。

9.包含一个n重转轴和n个垂直的二重轴的点群叫。

10.在晶体中,各原子都围绕其平衡位置做简谐振动,具有相同的位相和频率,是一种最简单的振动称为。

11.具有晶格周期性势场中的电子,其波动方程为。

12.在自由电子近似的模型中,随位置变化小,当作来处理。

13.晶体中的电子基本上围绕原子核运动,主要受到该原子场的作用,其他原子场的作用可当作处理。

这是晶体中描述电子状态的模型。

14.固体可分为,,。

15.典型的晶格结构具有简立方结构,,,四种结构。

16.在自由电子模型中,由于周期势场的微扰,能量函数将在处断开,能量的突变为。

17.在紧束缚近似中,由于微扰的作用,可以用原子轨道的线性组合来描述电子共有化运动的轨道称为,表达式为。

18.爱因斯坦模型建立的基础是认为所有的格波都以相同的振动,忽略了频率间的差别,没有考虑的色散关系。

19.固体物理学原胞原子都在,而结晶学原胞原子可以在顶点也可以在即存在于。

20.晶体的五种典型的结合形式是、、、、。

21.两种不同金属接触后,费米能级高的带电,对导电有贡献的是的电子。

天津市考研物理学复习资料固体物理学基础知识点整理

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天津市考研物理学复习资料固体物理学基础知识点整理固体物理学是物理学的重要分支之一,它研究固体物质的性质、结构和行为。

在天津市考研物理学复习中,固体物理学是一个重要的考点。

为了帮助考生更好地备考,本文将整理固体物理学的基础知识点,希望对天津市考研物理学的考生有所帮助。

第一部分:晶体结构1. 晶体的定义:晶体是由具有一定周期性的原子、分子或离子组成的固体物质。

2. 晶体的基本概念:晶胞、晶格常数、晶面、晶向、晶系等。

3. 常见的晶体结构:简单立方结构、面心立方结构、体心立方结构、六方最密堆积结构等。

4. 晶体缺陷:点缺陷、线缺陷、面缺陷等。

5. 单晶和多晶材料的区别及应用。

第二部分:固体的力学性质1. 固体的弹性及弹性恢复:胡克定律、应力、应变、弹性模量等。

2. 塑性形变:屈服点、塑性变形、塑性流动等。

3. 蠕变:蠕变现象、蠕变变形、蠕变速率等。

4. 断裂:断裂模式、断裂强度、断裂韧性等。

5. 固体的硬度、韧性和脆性:硬度的定义、测量方法及影响因素。

第三部分:电子结构与导电性1. 固体的能带理论:价带、导带、禁带等。

2. 半导体材料:本征半导体、掺杂半导体、P-N 结等。

3. 导电性的概念:导体、绝缘体与半导体的区别。

4. 极化与介电性:极化现象、极化强度、介电常数等。

5. 金属的导电性:自由电子、电子散射等。

第四部分:磁性与铁磁性1. 磁性的基本概念:顺磁性、抗磁性、铁磁性等。

2. 磁矩与磁场:磁矩的定义、磁矩与磁感应强度的关系等。

3. 铁磁性材料:磁畴结构、铁磁材料的磁化过程等。

4. 磁性的应用:磁记录、磁存储等。

第五部分:固体的光学性质1. 光的吸收与衰减:光吸收系数、光透明度、吸收谱等。

2. 光的散射与衍射:散射现象、拉曼散射、瑞利散射等。

3. 固体的折射与反射:折射率、反射率、光的传播等。

4. 光学谐振腔:谐振模式、光子晶体等。

结语:本文对固体物理学的基础知识点进行了整理,希望对天津市考研物理学的考生有所帮助。

固体物理复习资料

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第一章晶体的结构固体物理学:研究固体的结构及其组成粒子(原子、离子、电子等)之间相互作用与运动规律以阐明其性能与用途的学科。

固体物理学是研究固态物质物理性质的学科。

固体物理研究的不是单个原子的性质,而是大量原子组成在一起形成固体后所表现出来的集体性质。

固体分类:晶体(长程有序,单晶、多晶)非晶体(不具有长程序的特点,短程有序。

)准晶体(有长程取向性,而没有长程的平移对称性。

)长程有序:晶体中的原子都是按照一定规则排列的,这种至少在微米数量级范围的有序排列,称为长程有序。

自限性:晶体所具有的自发地形成封闭凸多面体的能力称为自限性。

其本质是原子之间的结合遵从了能量最小原理。

解理面:晶体沿某些确定方位的晶面劈裂的性质,称为晶体的解理性,这样的晶面称为解理面。

晶面角守恒定律:属于同一品种的晶体,两个对应晶面间的夹角恒定不变。

物理性质随观测方向而变化的现象叫做各项异性,是晶体区别非晶体的重要特性。

性质不随空间位置而改变的现象叫做均匀性。

晶体在某几个特定方向上可以异向同性,这种相同的性质在不同的方向上有规律地重复出现,称为晶体的对称性。

晶体的宏观特性:长程有序性、自限性、晶面角守恒、解理性、晶体的各向异性、晶体的均匀性、晶体的对称性、固定的熔点。

晶体结构的微观基本特征:单元性和周期性在晶体中适当选取某些原子作为一个基本结构单元,这个基本结构单元称为基元晶体的内部结构可以概括为是由一些相同的点子在空间有规则地做周期性无限分布,这个点子称为晶格在晶格中取一个格点为顶点,以三个不共面的方向上的周期为边长形成的平行六面体作为重复单元,这个平行六面体沿三个不同的方向进行周期性平移,就可以充满整个晶格,形成晶体,这个平行六面体即为原胞,代表原胞三个边的矢量称为原胞的基本平移矢量,简称基矢。

一个粒子周围最近邻的粒子数称为配位数.简单的晶体结构:fcc (配位数12、原子数4)bcc(配位数8、原子数2)以布拉维原胞基矢为坐标轴来表示的晶面指数称为密勒指数,用(hkl)表示倒易矢量也可以理解为波矢k,k,通常用波矢来描述电子在晶体中的运动状态或晶体的振动状态。

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声子: 晶格振动是晶体中诸原子(离子)集体地在其平衡位置附近作振动,由于原子间的相互作用力,各个原子的振动不是彼此独立的,表现为一系列的格波。

格波的能量是量子化的,其最小单位也是 ω,称声子,它是一种玻色子。

声子是格波能量变化的最小单位,它并不是那个原子所有,而是某个格波能量的变化单位。

声子的性质: (1)声子是一种准粒子。

(2)是一种自旋量子数为零的玻色子。

(3)满足动量守恒与能量守恒定律。

(4)声子间互相碰撞改变状态、消灭、形成新的声子。

声子与声子的作用:产生或湮灭,倒过程,产生热导与热阻。

热传导的产生:固体热传导的能量载体包括电子,声子和光子。

温度高处声子浓度大,声子将以声速往温度低处运动,这就是声子导热过程。

由于晶格作非简諧运动,声子间会发生散射。

倒格矢及其正格子的关系及其证明设倒格子的基矢为b 1、b 2、b 3,倒格矢可表示为: 当倒格子基矢b j (j = 1,2,3)与正格子基矢a i (i = 1,2,3)之间符合以下关系式(1.1.7)自然满足。

以a i 为基矢的格子与b j 为基矢的格子,互为正倒格子。

晶体中缺陷的产生分类及其性质缺陷是引起晶体中周期性畸变的区域。

缺陷的形成或消失,都是通过与其它的缺陷(如位错、晶界、界面等)间相互作用来完成的,缺陷可以分为原子缺陷与电子缺陷两大类。

使晶体中电子周期性势场畸变的称电子缺陷;使原子排列周期性畸变的称原子缺陷。

根据原子缺陷的线度可分为:点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷、微缺陷、声子 布洛赫函数与布洛赫波及其性质u(k,r)应具有与晶格相同的周期性 上式称布洛赫函数或布洛赫波物理意义:电子可以在整个晶体中运动;不同点发现的几率不同;电子出现在不同原胞的对应点上几率是相同的,是晶体周期性的反映。

布洛赫函数的状态由波矢决定。

布洛赫波性质这是一个调幅平面波。

表明晶体中电子是公有化的:不同点发现的几率不同;等同点或对称点发现电子几率相同。

能带的产生及其性质从能量的角度看,如果电子只有原子内运动(孤立原子情况),电子的能量取分立的能级;若电子只有共有化运动(自由电子情况),电子的能量连续取值。

由于晶体中电子的运动介于自由电子与孤立原子之间,既有共有化运动也有原子内运动,因此,电子的能量取值就表现为由能量的允带和禁带相间组成的能带结构。

112233h h h =++K b b b ()()220i j ij i j i j ππδ==⎧⎫⋅=⎨⎬=≠⎩⎭a b ()2117..h l πμ⋅=K R ()()r k R r k ,,u u j =+()()(),exp ,i u ψ=⋅k r k r k r能带论是如何处理晶体中电子的运动的?能带论在处理晶体中电子运动时采用了3大近似:绝热近似、单电子近似以及周期性势场近似。

金属、半导体和绝缘体的能带结构及其特点满带中能级被电子占满,对导电没有贡献,只有半满带才会做贡献。

金属的导带是半满带。

对于绝缘体它的价带是满带,而导带是空带,由于禁带宽度太大了,以至于价带电子不能够激发到导带上。

绝缘体不能导电。

半导体,在绝对零度时,价带是满带,而导带是空带,不能导电,当外界条件(光照,热激发等)改变时,半导体的禁带宽度较小,可以把价带顶的电子激发到导带底,于是在导带底有了电子,价带顶有了空穴,可参与导电。

能带图如下:电阻的来源,主要的散射有哪些,有何特点实际晶体总是不完整的,点缺陷、位错、杂质、晶界、表面,声子、畴(电畴与磁畴)和应力,以及晶体中原子的热运动,会使周期性势场产生畸变,畸变的势场对电子散射,形成电阻。

玻尔兹曼方程的基本物理思想及应用条件Boltzmann 方程就是从能带结构出发,将碰撞的作用与分布函数相联系,成为处理固体中输运现象的出发点。

玻尔兹曼方程是求解稳定态下的分布函数,当求得后就可以对稳定系统求各种物理量统计平均。

玻尔兹曼方程应用条件:①散射过程是局部的,并在空间某一点发生,故散射是局域的。

②在时间上也是局域的。

③散射非常弱,电场也比较弱。

④考虑的尺度小于电子的平均时间的事件。

传导电子:金属在外电场作用下,可以改变状态的只是费米能级附近的电子,这传导电子分布特点: 外加电场后分布函数为 上式的物理意义是在外电场作用下分布函数是在原先的费米分布函数在沿着电场反方向发生一个整体的平移(∆k )。

定性解释金属的电阻随温度变化实验现象电导由载流子浓度和迁移率的乘积决定。

在金属中可以认为载流子浓度不随温度而变化,因此金属的电导的改变主要由迁移率决定。

根据马德森规则,金属的迁移率由晶格振动(声子)与其它缺陷所决定,金属的电阻率ρ可以表示为 ρ = ρr +ρi (T )其中ρr 为电子与杂质等缺陷散射产生的电阻,与温度无关。

在低温下,当ρi (T )非常小时,ρr 成为电阻的主要部分,一般称为剩余电阻率。

ρi(T )为电子与声子间()()⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆+=ετ q k f k k f k f 00的散射,与温度有密切相关:对于结构完整的晶体,ρi(T)总是存在,ρi(T)称为理想电阻率。

当T > 0.5 T D时,,声子数正比于温度,因此,金属在高温下电阻率同温度成正比的关系。

在很低的温度,即T < 0.1T D,当T>>TD,U过程如电子被声子q 所散射,导致电子从k 态到k’态,能量守恒要求正常散射,N 过程倒逆散射,U过程散射使声子传播方向发生了倒转,故称为倒逆过程或U过程。

电子-声子散射的基本概念及物理图像只考虑电子—声子相互作用,电子面对的不是静止晶格,都在与声子相互作用中考虑。

电阻就是声子与电子的相互作用的散射机制;电子散射:电子从外场中吸收能量,受声子散射,与晶格交换能量,与晶格相互作用,激发晶格振动—声子,电子通过这种形式,将能量传递给声子;当然也可以反过来,电子从晶格中吸收能量。

能量传递不是主要的,主要是通过改变动量,达到平衡时,形成稳定电流本征、掺杂半导体的基本概念本征半导体中的电子是由价带电子往导带跃迁而来,故n=p。

半导体和绝缘体都可以通过掺杂来提高其电导率。

从能带论的角度来看,杂质可能在禁带内产生一系列的附加能级,有的离开导带和价带比较近的,称浅能级;也有位于禁带中间位置(离开价带顶或导带底比较远)称深能级。

简并半导体的能带特点简并半导体:如果半导体的施主(受主)杂质浓度非常高,施主(受主)杂质的波函数发生明显的重叠,能级分裂为能带,并可能与导带(价带)发生重叠,这时费米能级也会进入导带(价带)。

称为简并(degnerate)半导体。

半导体的费米能级在禁带中的位置可以通过掺杂来移动。

当杂质浓度非常高时,就成为简并半导体,费米能级可能进入导带或价带。

非平衡载流子、准费米能级基本概念非平衡载流子是外界作用下才存在,外界因素消除后将逐步消失。

产生非平衡载流子的方法:光照、注入、激子复合、从载流子本身来看,非平衡载流子与平衡载流子无太大区别。

非平衡载流子是从数量上考虑的。

非平衡载流子浓度随时间按指数的衰减规律。

非平衡载流子复合过程大致可以分为两种:①直接复合。

电子在导带和价带之间直接跃迁引起电子和空穴的直接复合;②间接复合。

电子和空穴通过禁带的能级(复合中心)进行复合。

根据复合的位置,又可区分为体内复合与表面复合两种形式。

载流子复合时,一定要释放出多余的能量,放出能量的方式有三种:①发射光子。

伴随着复合将有发光现象,常称为发光复合;②发射声子。

载流子将多余的能量传给晶格,加强晶格振动;③将能量给予其它载流子,增加它们的动能,称为俄歇复合。

准费米能级:在有非平衡载流子存在时,系统是一个稳定状态。

从导带(电子)和价带(空穴)来看,是两个子系统。

引入准费米能级后,非平衡状态下的载流子浓度也可以用与平衡载流子浓度类似的公式来表示。

非平衡载流子越多,准费米能级就偏离E F越远。

但是E n F及E p F偏离E F的程度是不同的强场下半导体载流子输运有哪些效应、各有何特点和应用1.强电场下漂移速度的饱和:在强电场下,载流子的迁移率会偏离恒定值,漂移速度v d将不再与电场成正比,逐渐趋向饱和。

2.热载流子的产生:强电场下,电子从外场获得的能量来不及交给晶格,使得它的能量不断的增加,此时电子的温度T e>T,这些电子就称为热电子。

3.热载流子对器件的影响:热载流子为高速运动的粒子,所以能使器件的速度与工作频率增加。

热电子通常能量高,它不再处于导带底。

由于它具有很高的能量,会产生对器件不利的影响:穿过栅极形成栅流;注入SiO2层被陷形成空间电荷;打断Si-O,Si-H键形成界面态。

4.强电场下的能谷电子:在电场作用下,由于有效质量不同,不同能谷中的电子将受到不同的“加热”。

在多谷带材料中,由于各等价谷的不等效加热及等价谷间的电子转移,可导致一些强电场现象。

如迁移率各向异性,GaAs中的电子转移效应。

6. 动量弛豫和能量弛豫:动量弛豫时间与能量弛豫时间对低能电子是一样的。

但对热电子,通常能量弛豫时间大于动量弛豫时间。

一般情况声学声子散射决定动量弛豫,对于能量弛豫来说,光学声子散射起主要作用,7. 漂移速度过冲:产生速度过冲的条件为:强电场;τE>>τm;渡越空间小。

速度过冲带来的优点之一是缩短MOSFET的渡越时间。

表面、界面态,钉扎作用表面(界面)态是由于交界处周期性势场的突然中断或严重畸变、以及外来杂质在表面界面处的吸附或偏析而产生的附加的一些能级或能带。

在表面-体内平衡时,材料的体费米能级都是往表面(界面)态的费米靠拢,这种现象称表面(界面)费米能级的钉扎(pinning)作用。

当金-半的功函数不等时,平衡时的费米能级的位置,主要由E F S来决定,半导体表面(金-半界面)的势垒高度接近于表面势垒φ0,此现象称表面(界面)费米能级的钉扎作用,又称表面(界面)态的屏蔽作用。

获取欧姆接触的方法金属-半导体接触时,当交界处的阻抗比半导体体内的串联电阻小得多从而可以忽略时,这种接触称欧姆接触。

与N-型半导体形成欧姆接触的条件是:φm <φs,交界区就形成了一个电子积累区。

与P-型半导体形成欧姆接触的条件,为φm > φs,这时在交界区形成的是空穴积累区。

接触时即使满足φm<φs(E F m> E Fs)条件,电子要由金属往半导体中流动,这些电子大都被表面界面态所接受,因而界面区并不存在什么积累区,而是有个高度为φ0的势垒,会产生明显的接触电阻。

要减小接触区接触电阻的最有效方法就是削弱这个势垒的作用。

目前通常采用的以下两种方法:1. 减薄势垒,重掺杂形成N+或P+来制作欧姆接触。

2. 接触区形成复合中心,经常对一些样品的表面进行打磨、喷沙…等操作,形成了表面损伤和晶格缺陷,这些都可以产生复合中心;焊料中的一些过渡金属原子,在焊接过程中,扩散到材料的表面区形成多重能级,也能有效也起着复合中心的作用。

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