固体物理与导体知识点归纳整理
大学物理基础知识固体与半导体的性质与行为
大学物理基础知识固体与半导体的性质与行为大学物理基础知识：固体与半导体的性质与行为固体和半导体是物质的两种常见状态。
它们在材料科学和电子学领域有着重要的应用。
本文将探讨固体和半导体的性质与行为。
一、固体的性质与行为1. 原子排列固体由原子或分子组成，其原子排列方式直接影响其性质。
晶体固体中的原子排列有规则的周期性，而非晶体固体中的原子则呈无规则排列。
2. 绝缘体、金属与半导体固体可分为绝缘体、金属和半导体。
绝缘体中的电子无法自由移动，因此不导电。
金属中的电子高度移动性使其具有良好的导电性。
半导体介于绝缘体和金属之间，其导电性可以通过控制其掺杂来改变。
3. 热膨胀固体具有热膨胀的性质，即随温度升高而膨胀，温度降低则收缩。
这一性质在工程上的应用十分广泛，例如桥梁、铁轨等的设计和制造中都要考虑到热膨胀的影响。
4. 硬度与弹性固体的硬度和弹性取决于其原子或分子的排列方式。
晶体固体由紧密排列的原子构成，因此硬度较高。
非晶体固体由于原子排列无规则，其硬度较低。
二、半导体的性质与行为1. 带隙半导体的特殊之处在于其带隙。
它指的是半导体中价带和导带之间的能量间隔。
带隙大小决定了半导体的导电性能，带隙较小的半导体在适当条件下可以导电。
2. P型与N型材料通过掺杂，我们可以改变半导体的导电性能。
掺入少量价电子数较少的杂质时，形成P型半导体，其中空位增加，从而形成正电载流子。
掺入少量价电子数较多的杂质时，形成N型半导体，其中自由电子增加，从而形成负电载流子。
3. PN结与二极管将P型和N型半导体材料结合在一起形成PN结。
当两边施加正向偏置电压时，电子从N区向P区移动，空穴从P区向N区移动，形成电流。
当施加反向偏置电压时，电子和空穴都被PN结阻塞，几乎没有电流通过。
这种特性使得PN结可以作为二极管来使用。
4. 半导体器件半导体材料的特殊性能使得其在电子学领域有着广泛的应用。
例如，晶体管是一种基于金属-半导体结构的电子元件，它可以放大电信号和控制电流流动。
物理学中的固体物理学基础知识点
物理学中的固体物理学基础知识点固体物理学是物理学的分支学科，研究固体材料的性质、结构和行为。
本文将介绍一些固体物理学的基础知识点，包括晶体结构、声子和电子等。
一、晶体结构晶体是由原子、分子或离子组成，具有一定的周期性结构。
晶体结构包括晶格和基元两个基本概念。
1. 晶格晶格是指晶体中重复出现的基本单元，可以看作是无限重复的点阵。
晶体的晶格有五种常见结构类型：立方晶系、正交晶系、单轴晶系、菱面晶系和三斜晶系。
不同类型的晶格具有不同的对称性。
2. 基元基元是指晶体中最小的重复单元，其组合可以构成整个晶体。
基元可以是一个原子、一对原子或一组原子。
例如，钠氯化物晶体的基元是由一个钠离子和一个氯离子构成的。
二、声子声子是固体中振动的量子态，对应于晶体中原子的振动模式。
声子的产生和传播与晶体的结构和原子间相互作用有关。
声子的性质及其在固体物理中的作用有很多研究，其中最重要的是声子在热传导中的角色。
声子的传播会导致热量的传递，因此理解声子的性质对于材料的热导率和热电性能的研究具有重要意义。
三、电子固体中的电子是固体物理学中的重要研究对象。
电子在晶体中的行为由量子力学描述，其中包括能带理论、费米面和导电性等。
1. 能带理论能带理论是描述固体中电子能级分布的理论。
在晶体中，原子间的相互作用导致原子能级发生分裂，形成能带。
根据氢原子能级的经验规则，能带可以分为价带和导带。
2. 费米面固体中电子的分布状态由费米面决定。
费米面是能带理论中的重要概念，描述了能量最高的占据态与能量最低的未占据态之间的分界面。
3. 导电性固体材料的导电性与其中的电子行为密切相关。
根据电子在能带中的填充情况，材料可以被分为导体、绝缘体和半导体。
导体中的能带存在部分填充的状态，电子可以自由移动，并且易于形成电流。
绝缘体中的能带被完全填满，电子难以进行移动。
半导体的能带填充情况介于导体和绝缘体之间，通过施加外加电场或温度变化可以改变其导电性。
总结：固体物理学是物理学的重要分支，研究固体材料的性质和行为。
固体物理知识总结PPT课件
三、常见晶体结构举例
致密度η（又称空间利用率）、配位数、密 堆积
1. 简单立方（sc） 配位数＝6，惯用元胞包含格点数 = 1 惯用元胞包含格原子数 = 1
2. 面心立方（fcc） 配位数＝12，惯用元胞包含格点数＝4 惯用元胞包含格原子数 = 4
3.体心立方（bcc) 配位数＝8，惯用元胞包含格点数＝2 惯用元胞包含格原子数 = 2
1.决定散射的诸因素 （1）原子散射因子 （2）几何结构因子
2.衍射极大的条件（必要条件）
即当 k－k0＝S＝Gh 时，所有元胞间的
散射光均满足相位相同的加强条件，产生衍
射极大。
（反射球）
4.消光条件
第二章 晶体结合
一、原子的负电性
负电性＝常数（电离能＋亲和能）
电离能：让原子失去电子所必需消耗的能量
第四章 固体能带论 基本近似：绝热近似、单电子近似 一、固体电子的共有化和能带 二、布洛赫（Bloch）定理
1.布洛赫定理：表述及讨论 2. Bloch 定理的证明 3.布洛赫定理的一些重要推论 4.能态密度 三、近自由电子模型 1.索末菲（Sommerfeld）模型
（1）自由电子(半量子)模型
（2）自由电子费米（Femi）气模型 2.近自由电子模型
亲和能：处于基态的中性气态原子获得一个 电子所放出的能量
负电性大的原子，易于获得电子 负电性小的原子，易于失去电子 二、离子结合 三、共价结合 共价键的特性：饱和性、方向性 四、金属结合 五、范德瓦尔斯键结合 六、氢键结合
第三章 晶格振动
一、一维单原子晶格的振动
1. 物理模型 2.近似条件：近邻作用近似、简谐近似 3. 分析受力：牛顿方程 4. 定解条件―――玻恩－卡曼
固体物理重点总结
(2)氯化钠结构
氯化钠结构属面心立方。
氯化钠结构由两个面心立方子晶格 沿体对角线位移1/2的长度套构而成。
(3)金刚石结构 （闪锌矿结构）
cc 金刚石结构是由两个面心立方子晶格沿体对角线位移1/4 的长度套构而成,其布喇菲晶格为面心立方。
金刚石结构属面心立方，每个晶胞包含8个碳原子。
金刚石结构每个固体物理学原胞
包含1个格点,基元由两个碳原子组成,
位于（000）和
1 1 1 4 4 4
处。
金刚石结构： 单晶硅、单晶锗结构
cc
闪锌矿结构： 硫化锌ZnS(顶角和面心上S，晶胞内是Zn) 锑化铟、砷化镓、磷化铟
倒格
b1 2π a2 a3 Ω
其中 a1,a2 ,a3 是正格基矢，Ω a1 a2 a3
Ω a1 a2 a3 1 a3 4
a1 a i j k 2
a2 a i j k 2
a3 a i j k 2
平均每个晶胞包含 2个格点。
Ω a1 a2 a3 1 a3 2
复式格 (1)氯化铯结构
Cl
Cs
氯化铯结构是由两个简立方子晶格沿体对角线位移1/2的 长度套构而成。 Cl-和Cs+分别组成简立方格子，其布喇菲晶
???????nnnnxxxxnmx?????naqtinnax???en2mnn1n2n1am??m色散关系波矢q范围晶格振动波矢的数目晶体的原胞数bk条件波矢q取值2sin2aqm???aqa???nnnxx??oa?a?2lnaq2?晶格振动的波矢数目晶体的原胞数n格波振动频率模式数目晶体的自由度数mnn晶体中格波的支数原胞内原子的自由度数mnn是晶体的原胞个数n是原胞内原子个数m是维数
初中物理导体知识点归纳总结
初中物理导体知识点归纳总结物理学是一门研究物质的本质、属性及其相互关系的科学，而导体则是物理学中的重要概念之一。
导体指的是能够传导电流的材料，其在物理学中具有着重要的地位和作用。
本文将对初中物理中与导体相关的知识点进行归纳总结，包括导体的定义、导体的属性及特点、导体中的电流传导等。
1. 导体的定义导体是指能够传导电流的物质或器件。
在常见的物质中，金属是最常见的导体，如铜、铝、铁等。
导体可以通过自由电子在其内部传导电流，而不会引起电子的离子化。
2. 导体的属性及特点导体具有以下几个重要的属性和特点：(1) 电导率高：导体具有较高的电导率，可以方便地传导电流。
电导率是导体对电流传导的能力的量度，一般用电导率（单位：西门子／米，S/m）表示。
(2) 自由电子的存在：导体中存在大量的自由电子，这些电子不与原子核束缚，能够自由运动。
通过自由电子的运动，导体能够传导电流。
(3) 电荷平衡：导体内部的电荷总是保持平衡状态，即导体中任何一点的净电荷都为零。
这是因为导体能够迅速将电荷分布均匀。
(4) 电场内弛豫：导体内部的电场是零，任何时刻的导体内，电子会受到电场力的作用，在净电场的作用下，电子会发生重新排列，直到电场的平衡状态。
3. 导体中的电流传导导体中的电流传导是指电子在导体内部自由运动、传递电荷的过程。
在导体两端建立电场之后，自由电子受到电场力的驱动，从而形成电流的传导。
(1) 在导体中建立电场：当在导体两端施加电压差时，即产生了电场，导体内的自由电子会受到电场力的驱动。
(2) 自由电子的迁移：受到电场力的作用，自由电子会开始在导体内部自由运动，从一端流向另一端。
(3) 电荷平衡：在导体内部的电荷运动过程中，导体会保持电荷平衡的状态，即导体内部净电荷为零。
(4) 电流的大小：电流的大小取决于导体中自由电子的迁移速度和数量，以及导体横截面的面积。
4. 导体的应用导体的重要性使其在各个领域都有广泛的应用，包括电路、电器、通信等。
最新固体物理与半导体知识点归纳整理
固体物理与半导体知识点归纳整理固体物理与半导体物理符号定义：E C导带底的能量 E V导带底的能量N C导带的有效状态密度 N V价带的有效状态密度n0导带的电子浓度 p0价带的电子浓度n i本征载流子浓度 E g=E C—E V禁带宽度E i本征费米能级 E F费米能级E n F电子准费米能级 E p F空穴准费米能级N D施主浓度 N A受主浓度n D施主能级上的电子浓度 p A受主能级上的空穴浓度E D施主能级 E A受主能级n+D电离施主浓度 p-A电离受主浓度半导体基本概念：满带：整个能带中所有能态都被电子填满。
空带：整个能带中完全没有电子填充；如有电子由于某种原因进入空带，也具有导电性，所以空带也称导带。
导带：整个能带中只有部分能态被电子填充。
价带：由价电子能级分裂而成的能带；绝缘体、半导体的价带是满带。
禁带：能带之间的能量间隙，没有允许的电子能态。
1、什么是布拉菲格子?答：如果晶体由一种原子组成，且基元中仅包含一个原子，则形成的晶格叫做布拉菲格子。
2、布拉菲格子与晶体结构之间的关系? 答：布拉菲格子＋基元＝晶体结构。
3、什么是复式格子?复式格子是怎么构成?答：复式格子是基元含有两个或两个以上原子的晶格(可是同类、异类)；复式格子由两个或多个相同的布拉菲格子以确定的方位套购而成。
4、厡胞和晶胞是怎样选取的?它们各自有什么特点?答：厡胞选取方法：体积最小的周期性(以基矢为棱边围成)的平行六面体,选取方法不唯一，但它们体积相等，都是最小的重复单元。
特点：(1)只考虑周期性，体积最小的重复单元；(2)格点在顶角上，内部和面上没有格点；(3)每个原胞只含一个格点。
(4)体积：«Skip Record If...»；(5)原胞反映了晶格的周期性，各原胞中等价点的物理量相同。
晶胞选取方法：考虑到晶格的重复性，而且还要考虑晶体的对称性，选取晶格重复单元。
特点：(1)既考虑了周期性又考虑了对称性所选取的重复单元。
固体物理各章节重点总结
7、S态紧束缚电子的能带为 Rn是最近邻格失
8、电子的平均速度
9、有效质量的分量
10、K空间内，电子的能量等于定值的曲面称为等能面。
11、在等能面与布里渊区边界相交处，等能面在垂直于布里渊区边界的方向上的梯度为零，即等能面与布里渊区边界垂直截交。费密面是一等能面，
12、布拉格反射结果：波失K落在布里渊区边界上的电子，其垂直于界面的速度分量必定为零。若电子的速度不为零，则它的速度方向与布里渊区界面平行。
8、某一方向上两相邻结点的距离为该方向上的周期，以一结点为顶点，以三个不同方向的周期为边长的平行六面体可作为晶格的一个重复单元，体积最小的重复单元，称为原胞或固体物理学原胞，它能反映晶格的周期性。
9、为了同时反映晶体对称的特征，结晶学上所取的重复单元，体积不一定最小，结点不仅在顶角上，还可以是体心或面心。这种重复单元称作晶胞，惯用晶胞或布喇菲原胞
7、长声学波描述的是原胞的刚性运动，代表了原胞质心的运动
8、长光学波：原胞中不同原子作相对振动，质量大的振幅小，质量小的振幅大，保持质心不动的一种模式。
9、晶体内原子在平衡位置附近的振动可以近似看成是3N个独立的谐振子的振动
10、简正振动：每一个原子都以相同的频率作振动，是最基本最简单的振动方式
11、声子是晶格振动能量的量子P80
2、一维简单格子：由质量为m的全同原子构成，相邻原子平衡位置的间距，即晶格常数为a，用un表示序号为n的原子在t时刻偏离平衡位置的位移
3、色散关系P67
4、一维复式格子：由质量分别为m和M的两种不同原子所构成。这种晶格也可视为一维分子链。P69
5、声学波、光学波P70
6、长声学波，相邻原子的位移相同，原胞内的不同原子以相同的振幅和相位作整体运动。
固体物理知识点总结
晶格（定义）：理想晶体具有长程有序性，在理想情况下，晶体是由全同的原子团在空间无限重复排列而构成的。
晶体中原子排列的具体形式称之为晶格，原子、原子间距不同，但有相同排列规则，这些原子构成的晶体具有相同的晶格；由等同点系所抽象出来的一系列在空间中周期排列的几何点的集合体空间点阵；晶格是属于排列方式范畴，而空间点阵是属于晶格周期性几何抽象出来的东西。
晶面指数：晶格所有的格点应该在一簇相互平行等距的平面，这些平面称之为晶面。
将一晶面族中不经过原点的任一晶面在基矢轴上的截距分别是u、v、w，其倒数比的互质的整数比就是表示晶面方向的晶面指数，一般说来，晶面指数简单的晶面，面间距大，容易解理。
Miller指数标定方法：1）找出晶面系中任一晶面在轴矢上的截距；2）截距取倒数；3）化为互质整数，表示为（h,k,l）。
注意：化互质整数时，所乘的因子的正、负并未限制，故[100]和[100]应视为同一晶向。
晶向指数：从该晶列通过轴矢坐标系原点的直线上任取一格点，把该格点指数化为互质整数，称为晶向指数，表示为[h,k,l]。
要弄清几种典型晶体结构中（体心、面心和简单立方）特殊的晶向。
配位数：在晶体学中，晶体原子配位数就是一个原子周围最近邻原子的数目，是用以描写晶体中粒子排列的紧密程度物理量。
将组成晶体的原子看成钢球，原子之间通过一定的结构结合在一起，形成晶格；所谓堆积比就是组成晶体的原子所占体积与整个晶体结构的体积之比，也是表征晶体排列紧密程度的物理量。
密堆积结构的堆积比最大。
布拉格定律：假设：入射波从晶体中平行平面作镜面反射，每一各平面反射很少一部分辐射，就像一个轻微镀银的镜子，反射角等于入射角，来自平行平面的反射发生干涉形成衍射束。
（公式）。
其中：n为整数，称为反射级数；θ为入射线或反射线与反射面的夹角，称为掠射角，由于它等于入射线与衍射线夹角的一半，故又称为半衍射角，把2θ称为衍射角。
当间距为d的平行晶面，入射线在相邻平行晶面反射的射线行程差为2dsinθ，当行程差等于波长的整数倍时，来自相继平行平面的辐射就发生相长干涉，根据图示，干涉加强的条件是：，这就是所谓布拉格定律，布拉格定律成立的条件是波长λ≤2d。
固体物理重点知识点总结——期末考试、考研必备!!
固体物理概念总结——期末考试、考研必备！！第一章1、晶体-----内部组成粒子（原子、离子或原子团）在微观上作有规则的周期性重复排列构成的固体。
晶体结构——晶体结构即晶体的微观结构，是指晶体中实际质点（原子、离子或分子）的具体排列情况。
金属及合金在大多数情况下都以结晶状态使用。
晶体结构是决定固态金属的物理、化学和力学性能的基本因素之一。
2、晶体的通性------所有晶体具有的共通性质，如自限性、最小内能性、锐熔性、均匀性和各向异性、对称性、解理性等。
3、单晶体和多晶体-----单晶体的内部粒子的周期性排列贯彻始终；多晶体由许多小单晶无规堆砌而成。
4、基元、格点和空间点阵------基元是晶体结构的基本单元，格点是基元的代表点，空间点阵是晶体结构中等同点（格点）的集合，其类型代表等同点的排列方式。
倒易点阵——是由被称为倒易点或倒易点的点所构成的一种点阵，它也是描述晶体结构的一种几何方法，它和空间点阵具有倒易关系。
倒易点阵中的一倒易点对应着空间点阵中一组晶面间距相等的点格平面。
5、原胞、WS原胞-----在晶体结构中只考虑周期性时所选取的最小重复单元称为原胞；WS原胞即Wigner-Seitz原胞，是一种对称性原胞。
6、晶胞-----在晶体结构中不仅考虑周期性，同时能反映晶体对称性时所选取的最小重复单元称为晶胞。
7、原胞基矢和轴矢----原胞基矢是原胞中相交于一点的三个独立方向的最小重复矢量；晶胞基矢是晶胞中相交于一点的三个独立方向的最小重复矢量，通常以晶胞基矢构成晶体坐标系。
8、布喇菲格子（单式格子）和复式格子------晶体结构中全同原子构成的晶格称为布喇菲格子或单式格子，由两种或两种以上的原子构成的晶格称为复式格子。
9、简单格子和复杂格子（有心化格子）------一个晶胞只含一个格点则称为简单格子，此时格点位于晶胞的八个顶角处；晶胞中含不只一个格点时称为复杂格子，其格点除了位于晶胞的八个顶角处外，还可以位于晶胞的体心（体心格子）、一对面的中心（底心格子）和所有面的中心（面心格子）。
固体物理学：5-3 导体、绝缘体和半导体的能带论解释
B]}
电子加速度
16
近满带电流变化
—— 正电荷q在电磁场中受到的力 电磁场中近满带电流的变化等同于 一个带正电q具 有正有效质量m*的粒子
17
结 论：
当满带顶附近有空状态 时，满带产生的电流
以及电流在外电磁场中的变化，相当于一个带正电
量为q，正质量m*、速度
的粒子，这样一个
假想的粒子称为空穴。
以上分析说明，一个晶体是否为导体，取决于电子在能带中的 分布情况，关键在于它是否具有不满的能带。 原子结合成晶体后，原子的能级转化为相应的能带。原子内层 电子能级是充满的，相应的内层能带也是满带，是不导电的。 所以，晶体是否导电取决于与价电子能级对应的价带是否被电 子充满。由于每个能带可容纳2N个电子，N是晶体原胞数目， 因此价带是否被电子填满取决于每个原胞(固体物理学原胞)所 含的价电子数目，以及能带是否有交叠。 例如： Li、Na、K等碱金属元素，是半满带导体。 二价元素Ba、Mg、Zn等是重叠带导体。 金刚石，每个原胞有两个原子共8个电子，能带又不重叠，所 以是典型的绝缘体。
—— 状态和
状态中电子的速度大小相等、方向相反
3
1) 在无外场时 和 状态电子的速度大小相等、方向相反
每个电子产生的电流
对电流的贡献相互抵消
热平衡状态下，电子占据 波矢为 的状态和占据波矢 为 的状态的几率相等
结论:无外场时晶体中的满 带不产生电流（不能 形成宏 观电流）
4
2) 在有外场 作用时
固体中导带底部少量电子引起的导电，称为电子导电
性。固体中满带顶部缺少一些电子引起的导电，称为
空穴导电性。满带中的少量电子激发到导带中，产生
的本征导电是由相同数目的电子和空穴构成的，称为
固体知识点物理初中总结
固体知识点物理初中总结固体物理是研究固体物质的微观结构、性质及其与宏观性能之间关系的物理学分支。
在初中物理课程中，虽然不会深入探讨固体物理的复杂理论，但会接触到一些基础知识点，为以后的学习打下基础。
以下是对初中阶段固体物理知识点的总结。
# 1. 物质的状态物质存在三种基本状态：固态、液态和气态。
固态物质具有固定的形状和体积，分子间距离较近，分子运动相对较小。
液态物质具有固定的体积，但形状会随容器变化，分子间距离较固态大，分子运动较为自由。
气态物质既没有固定的形状也没有固定的体积，分子间距离很大，分子运动极为自由。
# 2. 晶体和非晶体固体可以分为晶体和非晶体两类。
晶体具有规则的几何形状和固定的熔点，其内部原子按一定的规律排列，形成晶格结构。
非晶体没有固定的几何形状和熔点，其内部原子排列无规律。
# 3. 固体的热膨胀当固体受热时，其体积会膨胀。
这是因为热能使得固体中的分子振动幅度增加，从而使得分子间的平均距离变大。
这一现象称为热膨胀，其规律通常用线性膨胀系数来描述。
# 4. 固体的弹性固体在受到外力作用时会发生形变，当外力撤除后，固体能够恢复原状的性质称为弹性。
弹性形变遵循胡克定律，即在弹性限度内，物体的形变量与作用力成正比。
# 5. 固体的硬度和摩擦力硬度是指固体抵抗外物硬压入其表面的能力。
摩擦力是两个表面接触的物体在相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上产生的阻碍相对运动的力。
摩擦力的大小与物体间的接触面积、摩擦系数以及作用在物体上的垂直力有关。
# 6. 固体的密度密度定义为物质的质量与其体积的比值，是固体物质的一种基本性质。
不同固体的密度不同，这一性质在工程和科研中有广泛应用，如用于物质的鉴定和分离。
# 7. 固体的导热性和导电性导热性是指固体传导热量的能力。
金属等固体具有较好的导热性，而非金属和绝缘体的导热性较差。
导电性是指固体传导电流的能力。
金属通常具有良好的导电性，而绝缘体的导电性很差。
固体物理最重要的知识点
固体物理最重要的知识点固体物理是物理学的一个重要分支，研究物质的结构、性质和行为。
它涉及到固体的各种性质，如力学、热学、电学和光学等。
在固体物理中，有一些关键的知识点对于我们理解和应用固体的特性非常重要。
1.晶体结构：固体物理的一个核心概念是晶体结构。
晶体是由原子、离子或分子有序排列而成的固体。
晶体结构决定了固体的物理和化学性质。
晶体结构的研究可以帮助我们了解固体的原子排列方式和空间群，从而推导出其特性和行为。
2.基态与激发态：固体中的原子或分子可以处于不同的能级，其中最低能级对应于基态，而其他能级对应于激发态。
基态和激发态之间的能量差异决定了固体的光学和电学性质。
通过研究基态和激发态之间的相互作用，我们可以理解固体的导电性、磁性和光学吸收等特性。
3.晶格振动：固体中的原子或离子不仅存在于静态位置，还会发生振动。
这种振动称为晶格振动，它是固体中的重要能量传递方式。
晶格振动的特性与固体的结构和原子间的相互作用密切相关。
通过研究晶格振动，我们可以了解固体的热导率、声学性质和相变等行为。
4.能带理论：能带理论是解释固体导电性的重要理论。
根据能带理论，固体中的电子存在于能带中，而能带之间存在禁带。
禁带中没有电子能级，因此电子不能在禁带中传导。
固体的导电性质与能带的结构密切相关。
通过调控能带结构，我们可以改变固体的导电性质，例如将绝缘体转变为导体。
5.界面和缺陷：固体中的界面和缺陷对于固体的性质和行为具有重要影响。
界面是不同晶体或不同相之间的交界面，而缺陷是固体中的缺失原子或离子。
界面和缺陷可以影响固体的机械性能、导电性和光学特性。
研究界面和缺陷有助于我们理解固体中的局域效应和微观结构变化。
总结起来，固体物理中的几个关键知识点包括晶体结构、基态与激发态、晶格振动、能带理论以及界面和缺陷。
这些知识点对于我们理解固体的结构和性质非常重要。
通过深入研究这些知识点，我们可以更好地解释和应用固体的各种特性和行为，为材料科学和工程技术提供基础支持。
物理各种导体知识点总结
物理各种导体知识点总结一、导体的电导率导体的电导率是指该导体单位长度内横截面积的电阻值。
在电阻率的单位是欧姆米（Ω•m）。
电导率的公式可以表示为：G = 1/ρ其中，ρ是电阻率，G是电导率。
导体的电导率越高，导体越容易传导电流。
对于绝缘体来说，电导率接近于零。
这意味着在绝缘体中，电子几乎不会移动。
在金属中，电导率很高，这意味着电子可以自由移动。
二、导体的电阻率电阻率是导体的一个重要性质，可以表示为电阻率ρ = R * A / L，其中，R是电阻，A是横截面积，L是长度。
电阻率的单位是欧姆米（Ω•m）。
导体的电阻率是指1米长度内，在直径为1米的导体内的电阻。
电阻率实际上是材料本身的属性，是和材料成分、晶格结构等有关的。
通常来说，导体的电阻率会随着温度的升高而增加。
三、导体的电子自由度导体中的电子是自由移动的，它们的运动受到外部电场的影响。
在导体中，电子的自由度非常高，这是因为导体中的电子几乎没有受到固定晶格的束缚。
在电场作用下，导体中的电子会受到加速，从而形成电流。
在外部电场作用下，导体中的电子会集中在导体表面上，这是因为电子会在导体中形成净电荷，以抵消外部电场的影响。
四、导体的电流分布在导体中，电流的分布是均匀的。
在导体中，电子在电场作用下会受到外力的驱动，从而形成电流。
由于导体中的电子自由度很高，电流的分布也会很均匀。
在导体内部，导体中的电子会在外部电场的作用下移动，但他们的移动是无序的，这是因为导体中的电子受到其他电子和离子的碰撞，从而使得电子在导体中呈现出无规则的移动过程。
五、导体的不均匀性虽然导体中的电流分布是均匀的，但是在实际应用中，导体往往会出现一些不均匀性。
这是因为导体的材料并不是完美的导体，通常会存在一些缺陷和杂质。
另外，在外部电场的作用下，导体内部也会受到一些局部电场的影响，从而导致导体内部存在一些局部电荷密度的不均匀分布，导致导体的电流分布也会不均匀。
六、导体的热扩散在导体中，电子的移动也会带来一定的热效应。
《固体物理知识总结》课件
磁性和超导性
磁性物质的分类
按照磁化方式和磁化强度进 行分类。
磁性演化和磁矩
磁性物质中的微观磁矩和其 状态变化。
超导体的特性和应用
具有零电阻和磁场排斥性的 特殊材料。
其他
1
相变和相变规律
固体物质在温度或压力变化下的状态转
光电效应和光子与固体的作用
2
变。
固体材料中光子与电子相互作用的现象。
3
多晶材料的性质和应用
固体受到的力和单位面积 上的压力。
2 应变和弹性模量
固体的变形程度和恢复能 力。
3 范德华力和分子间相
互作用力
固体分子间的吸引力和排 斥力。
半导体物理
禁带宽度和导电性
半导体中电子能级的分布和导电 能力。
P型半导体和N型半导体
半导体的杂质掺杂和导电特性。
PN结的形成和工作原理
半导体中正负载荷的结合和工作 状态。
由多个晶粒组成的固体材料物理知识总结》PPT课件
# 固体物理知识总结 ## 一、什么是固体物理 - 固体物理的定义 - 固体物理的研究对象
晶体结构
晶体的定义
固体物质中由周期性排列的原子或离子组成的结构。
晶体的分类
按化学成分和结构特点进行分类。
晶体的结构
经典的晶格结构，如立方、六方、正交等。
固体的物理性质
1 压强和应力
固体物理学基础知识点总结
固体物理学基础知识点总结固体物理学基础知识点总结固体物理学是研究物质的结构和性质以及固体内部的物质运动规律的科学。
它不仅在科学研究领域中占据重要位置，还在工程技术和工业生产中发挥着巨大的作用。
本文将总结固体物理学的基础知识点，包括晶体结构、电子能带理论、磁性、声学和热学等方面。
1. 晶体结构晶体是由原子、分子或离子排列有序而规则的三维结构组成的物质。
晶体的结构可以用晶格描述，晶格是一种周期性的重复结构，包括点阵和晶胞。
点阵是由点和空间矢量组成的，而晶胞则是将点阵用平行平面包围起来形成的一个最小单位。
晶体的晶格分为14种布拉维格子。
2. 电子能带理论电子能带理论是描述固体中电子能级分布的理论。
根据电子能带理论，固体中的电子将分布在一系列离散的能带中。
导带是离价带最近而又没有电子填充的能带，而价带所有被填充的能级。
固体的导电性与导带和价带之间的能隙有关。
导电体的导带与价带之间有较小的能隙，允许电子在外界提供能量的情况下跃迁到导带；绝缘体的导带与价带之间存在巨大的能隙，不容易发生电子跃迁；半导体的导带与价带之间存在较小的能隙，可以通过少量的能量供给实现电子跃迁。
3. 磁性磁性是固体物理学中的重要现象之一。
磁性可分为顺磁性、抗磁性和铁磁性。
顺磁性是指物质在外磁场作用下的磁化行为，磁矩与磁场方向一致；抗磁性是指物质在外磁场作用下抵抗磁化的行为，磁矩与磁场方向相反；铁磁性是指物质在外磁场作用下的磁化行为，磁矩保持一定方向。
4. 声学声学研究固体中的声波传播和振动。
固体中的声波传播是通过弹性介质中的粒子振动进行能量传递。
固体中的声速取决于物质的弹性性质和密度。
固体中的声波可分为纵波和横波，纵波的振动方向与传播方向一致，横波的振动方向与传播方向垂直。
5. 热学热学研究固体中的热学性质，包括热传导、热膨胀、热容等。
热传导是指固体中热量的传递过程，取决于物质的热导率和温度梯度。
热膨胀是指固体在受热时产生体积扩张的现象，取决于物质的热膨胀系数。
天津市考研物理学复习资料固体物理学基础知识点整理
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。
固体物理与半导体知识点归纳整理
固体物理与半导体物理符号定义:E C 导带底的能量 E V 导带底的能量 N C 导带的有效状态密度 N V 价带的有效状态密度 n 0导带的电子浓度 p 0价带的电子浓度 n i 本征载流子浓度 E g =E C —E V 禁带宽度 E i 本征费米能级 EF 费米能级 E n F 电子准费米能级 E p F 空穴准费米能级 N D 施主浓度 N A 受主浓度n D 施主能级上的电子浓度 p A 受主能级上的空穴浓度 E D 施主能级 E A 受主能级 n +D 电离施主浓度 p -A 电离受主浓度 半导体基本概念:满带:整个能带中所有能态都被电子填满?空带:整个能带中完全没有电子填充;如有电子由于某种原因进入空带,也具有导电性,所以空带也称导带?导带:整个能带中只有部分能态被电子填充?价带:由价电子能级分裂而成的能带;绝缘体?半导体的价带是满带? 禁带:能带之间的能量间隙,没有允许的电子能态? 1?什么是布拉菲格子答:如果晶体由一种原子组成,且基元中仅包含一个原子,则形成的晶格叫做布拉菲格子? 2?布拉菲格子与晶体结构之间的关系 答:布拉菲格子+基元=晶体结构? 3、什么是复式格子复式格子是怎么构成答:复式格子是基元含有两个或两个以上原子的晶格(可是同类?异类);复式格子由两个或多个相同的布拉菲格子以确定的方位套购而成? 4、厡胞和晶胞是怎样选取的它们各自有什么特点答:厡胞选取方法:体积最小的周期性(以基矢为棱边围成)的平行六面体,选取方法不唯一,但它们体积相等,都是最小的重复单元?特点:(1)只考虑周期性,体积最小的重复单元;(2)格点在顶角上,内部和面上没有格点;(3)每个原胞只含一个格点?(4)体积:).(321a a a⨯=Ω ;(5)原胞反映了晶格的周期性,各原胞中等价点的物理量相同?晶胞选取方法:考虑到晶格的重复性,而且还要考虑晶体的对称性,选取晶格重复单元? 特点:(1)既考虑了周期性又考虑了对称性 所选取的重复单元?(体积不一定最小) ;(2)体心或面心上可能有格点;(3)包含格点不止一个;(4)基矢用c b a，，表示? 5、如何在复式格子中找到布拉菲格子复式格子是如何选取厡胞和晶胞的 答:复式格子中找到布拉菲格子方法:将周围相同的原子找出? 6、金刚石结构是怎样构成的答:两个由碳原子组成的面心立方沿立方体体对角线位移1/4套购而成? 7、氯化钠?氯化铯的布拉菲格子是什么结构答:氯化钠布拉菲格子是面心立方;氯化铯的布拉菲格子是简单立方? 8、密堆积有几种密积结构它们是布拉菲格子还是复式格子答:密堆积有两种密积结构;密积六方是复式格子,密积立方是布拉菲格子? 9?8种独立的基本对称操作是什么答:8种独立的基本对称操作:464321S C C C C C 、、、、、、、I σ10?7大晶系是什么 答:7大晶系是:立方?四方?六方?三方?正交?单斜?三斜? 11、怎样确定晶列指数和晶面指数答:晶列指数确定:以某个格点为原点,以c b a、、为厡胞的3个基矢?则晶格中任一各点的位矢可以表示为:c p b n a m R l'+'+'=,将p n m '''、、化为互质的整数m?n?p,求的晶列指数[mn p],晶列指数可正?可负?可为零?晶面指数确定:(1)找出晶面在三基矢方向的截距;(2)化截距的倒数之比为互质整数之比;(3)(h 1h 2h 3)晶面指数 ?12、通过原点的晶面如何求出其晶面指数答:晶面指数是指格点分布在一系列相互平行的平面上-晶面,故将原点的晶面沿法线方向平移一段距离,找出晶面在三基矢方向的截距,化截距的倒数之比为互质整数之比,(h 1h 2h 3)晶面指数 ?13、晶面指数与晶面在三坐标轴上的截距之间的关系 答:倒数关系? 14、倒格子的定义正倒格子之间的关系答:倒格子的定义:周期分布点子所组成的格子,描述晶体结构周期性的另一种类型的格子?倒格子基矢的定义:设晶格(正格子)厡胞的基矢为321a a a、、,则对应的倒格子厡胞基矢为321b b b 、、?则ji j i a b ij j i ≠=⎩⎨⎧==当当022.ππδ正倒格子之间的关系:(1)原胞体积之间的关系Ω=Ω/)2(3*π;(2)倒格矢与一族平行晶面之间的关系; (3)正格矢与倒格矢的点积为2π的整数倍; (4)正倒格子互为傅里叶变换?15、一维单原子晶格的色散关系色散关系周期性的物理意义答:一维单原子晶格的色散关系:)21sin(max qa ωω=色散关系周期性的物理意义:)21sin(max qa ωω=的一个基本周期为a q a //ππ≤<-,那么周期之外的点q'可以用基本周期在内的一个点q 来等效即是:...212±±=+='，n an q q π16?一维双原子晶格的色散关系答:一维双原子色散关系:)2cos(2)[(M 222qa Mm m M m M m++±+=±βω17?同一厡胞内两种原子有什么振动特点答:同一厡胞内两种原子振动特点:(1)声学波的振动:同一原胞内相邻的两种原子倾向于沿同一方向振动?长波极限:原胞中两种原子的位相?振幅完全一致,长声学波反映的是原胞质心的振动;短波极限:轻原子不振动,重原子振动 ?(2)光学波的振动:同一原胞内相邻的两种原子作反方向振动?长波极限:原胞内不同原子振动位相相反,长光学波反映的是原胞质心不动;短波极限:重原子不振动,轻原子振动? 18?晶格振动的格波数?格波支数及总格波数是如何确定的答:波矢数(q 的取值数)=原胞数N;格波支数=原胞内原子的自由度数3n ;总格波数=晶体内原子的总自由度数3Nn?19?声子这个概念是怎样引出的它是怎样描述晶格振动的答:声子概念由来:独立的简谐振子的振动来表述格波的独立模式? 声子描述晶格振动:(1)声子是能量携带者,一个声子具有能量为l ω ;(2)l ω 中的l 从1→3Nn,l 不同表示不同种类的声子,共有3Nn 种声子;(3)l n 为声子数,表明能量为l ω 的声子有l n 个;(4)频率为l ω的格波能量变化了l l n ω ,这一过程产生了l n 个能量为l ω 的声子; (5)声子是玻色子,遵循玻色统计?11/-=TK l B en ω20?驻波边界条件与行波边界条件下的状态密度分别怎么表示 答:驻波边界条件状态密度:一维:1)L (-π 二维:2)L (-π 三维:3)L (-π行波边界条件状态密度: 一维:1)L 2(-π 二维:2)L 2(-π 三维:3)L2(-π 21?一维?二维?三维晶格的能级密度如何求出答:一维晶格的能级密度:驻波:dE dk /)L (21-π行波:dE dk /)L 2(21-π 其中:mk 2E 22 =二维晶格的能级密度:驻波:dE kdk /2)L (22ππ•-行波:dE kdk /2)L 2(22ππ•-三维晶格的能级密度:驻波:dE dk k /4)L(223ππ•-行波:dE dk k /4)L 2(223ππ•-22?在什么情况下电子的费米统计可用玻尔兹曼分布来描述答:在T K E E B F >>-电子的费米统计可用玻尔兹曼分布来描述;在T K E E B F >>-空穴的费米统计可用玻尔兹曼分布来描述? 23?布洛赫定理的内容是什么答:布洛赫定理的内容:在周期性势场中运动的电的波函数子是布洛赫波函数,等于周期性函数)(r u k 与自由平面波因子相乘,即)R ()(),.ex p()()(e K K K K r u r u r ik r u r +==ψ布洛赫波函数函数的周期性与势场周期性相同?u(x)表示电子在原胞中的运动; r ik e .电子在晶体中共有化运动?24?禁带出现的位置和禁带宽度与什么有关答:禁带出现的位置与晶体结构有关;禁带宽度与周期势场有关? 25?每个能带能容纳的电子数与什么有关答:每个能带能容纳的电子数为2N,与厡胞数有关? 26、如何运用紧束缚近似出的能量公式答:紧束缚近似出的能量公式:∑---=mm k ).ex p(E E 0ργα找出近邻原子的个数m,以某一个原子为原点,求出矢量,带入能量公式便可得到晶体中电子的能量?27、布洛赫电子的速度和有效质量公式 答:布洛赫电子的速度公式:kEv k E v k ∂∂=∇= 1)(1一维情况下：;有效质量公式:z y x j i k k mk mji ji x,,,E1)(E122,1*221*=∂∂∂=∂∂=-- 三维：一维：28、有效质量为负值的含义答:有效质量为负值的含义:有效质量概括了晶体内部势场的作用,外力作用不足以补偿内部势场的作用时,电子的真实动量是下降的?29、绝缘体?半导体?导体的能带结构即电子填充情况有什么不同呢答:电子填充情况及能带结构不同:绝缘体最高能带电子填满,导体最高能带电子未填满,半导体最高能带电子填满能带?导体中一定存在电子未填满的带,绝缘体?半导体的能带只有满带和空带?绝缘体的能带与价带相互独立,禁带较宽;半导体能带与价带相互独立,禁带较窄,一般在2eV 以下;导体价电子是奇数的金属,导带是半满的,价电子是偶数的碱土金属,能带交迭,禁带消失? 31?空穴的定义和性质?答:空穴定义:满带(价带)中的空状态;性质:空穴具有正有效质量,空穴具有正电荷,空穴的速度等于该状态有电子时其电子的速度,空穴的能量是向下增加的,位于满带顶附近? 32?半导体呈本征型的条件答:半导体呈本征型的条件:高纯?无缺陷的半导体或在高温时的杂质半导体? 33、什么是非简并半导体什么是简并半导体答:非简并半导体:服从玻尔兹曼分布的半导体? 简并半导体:服从费米分布的半导体? 34、N 型和P 型半导体在平衡状态下的载流子浓度公式答:载流子浓度公式:)ex p()ex p(00TK E E N p TK E E N n B VF V B Fc c --=--= 热平衡状态下的非简并半导体的判据式:n 0p 0=n 2i35、非简并半导体的费米能级随温度和杂质浓度的变化答:讨论n 型半导体:电中性条件:n 0=n +D +p 0 (1)低温弱电离区:电中性条件:n 0=n +D)2ln()2(2CD B D C F N NT K E E E ++=在温度T 一定范围内,E F 随温度增大而增大,当温度上升到N C =(N D /2)e -3/2=时,E F 随温度增大而减小?(2)强电离区(饱和电离区):电中性条件:n 0=N D)ln(CDB C F N N T K E E +=在温度T 一定时,N D 越大,E F 就越向导带方向靠近,而在N D 一定时,温度越高,E F 就越向本征费米能级E i 方向靠近?(3)高温电离区:电中性条件:n 0=N D +p 0 E i =E F (呈本征态)36?半导体在室温下全部电离下的电中性条件答:n 型:n 0=N D ;p 型:p 0=N A37、由于简并半导体形成的杂质能带,能带结构有什么变化呢答:杂质电离能变小,禁带宽度变窄? 38、散射的原因是什么答:散射的原因:周期势场遭到破坏?(原子的热振动;杂质原子和缺陷的存在) 39、载流子的迁移率和电导率的公式答:迁移率公式:**pp p nnn mq m q τμτμ==空穴电子电导率的公式:n 型半导体n n nq μσ= p 型半导体:p p pq μσ= 电子?空穴点同时导电p n pq nq μμσ+= 本征半导体)(p n i i q n μμσ+= 40、什么是准费米能级答:准费米能级是导带和价带的局部费米能级?统一的费米能级是热平衡状态的标志? 41、多子的准费米能级偏离平衡费米能级与少子的偏离有什么不同答:多数载流子的准费米能级偏离平衡费米能级不多,少数载流子的准费米能级偏离平衡费米能级显着? 42、爱因斯坦关系式答:爱因斯坦关系式:qTK B n n=μD q T K B p p =μD 43?什么是P —N 结的空间电荷区自建场是怎样建立起来的答:P —N 结的空间电荷区:在n 型区和p 型交界面的两侧形成了带正?负电荷的区域? 自建场:空间电荷区中的正负电荷形成电场,电场方向由n 区指向p 区? 44、雪崩击穿和隧道击穿的机理?答:雪崩击穿的机理:碰撞电离使载流子浓度急剧增加的效应导致载流子倍增效应,使势垒区单位时间内产生大量载流子,致使反向电流速度增大,从而发生p-n 结击穿?雪崩击穿除与电场有关,还与势垒区宽度有关?一般掺杂以雪崩击穿为主?隧道击穿的机理:当电场E 大到或隧道长度短到一定程度时,将使p 区价带中大量的电子通过隧道效应穿过势垒到达n 区导带中去,使反向电流急剧增大,于是p-n 结发生隧道击穿?隧道击穿主要取决于外场?重掺杂以隧道击穿为主? 45?平衡P —N 结和非平衡P —N 结的能带图 46?什么是功函数什么是电子亲和能答:功函数:电子从费米能级到真空能级所需的最小能量电子亲和能:半导体导带底的电子逸出体外所需要的最低能量,即C E -=0E X ? 47?金属—半导体接触的四种类型答48?金属—半导体整流接触特性的定性解释答:金半接触的整流作用:无外场:半-金电子=金-半电子,阻挡层无净电流? 正偏:金正半负 半-金电子>金-半电子,I 随V 变化反偏:金负半正 半-金电子<金-半电子,金属中势垒高且不变,I 随V 不变 49?在考虑表面态的情况下,怎样形成欧姆接触答:用高掺杂的半导体和金属接触在半导体上形成欧姆接触?其他知识点:1?费米能级的物理意义:(1)决定各个能级上电子统计分布的参量;(2)直观反映了电子填充能级的水平?2?产生非平衡载流子的方法:(1)电注入;(2)光注入3?最有效的复合中心位于禁带中线附近的深能级4?非平衡载流子的扩散原因:在载流子浓度不均匀条件下,有无规则的热运动引起?5?漂移电流是多子的主要电流形式,扩散电流是少子的主要电流形式?6?p-n结载流子的扩散是由于两区费米能级不一致所引起的;平衡p-n结,具有统一的费米能级?7?P-n结的单向导电性是因为势垒的存在?与自建厂反向,势垒高度降低,势垒宽度变窄,载流子的正向偏压下p-n结的特性:正向电压Vf扩散运动大于漂移运动?与自建厂同向,势垒区加宽,势垒高度增高,载流子的漂反向偏压下p-n结的特性:正向电压Vr移运动大于扩散运动?8?势垒电容:势垒区的空间电荷数量随外加电压的变化所产生的电容效应(发生在势垒区)扩散电容:扩散区的电荷数量随外加电压的变化所产生的电容效应?(发生在扩散区)反偏时:势垒电容为主,扩散电容很小;正偏时:既有势垒电容,也有扩散电容;9? 纯净表面:没有杂质吸附层和氧化层的理想表面实际表面:与体内晶体结构不同的原子层表面能级:表面存在而产生的附加电子能级,对应的电子能态为表面态?表面态:(1)从能带角度,当晶体存在表面,在垂直表面方向成了半无限周期势场?(2)从化学键角度,表面是原子周期排列终止的地方?。
物理九年级导体知识点总结
物理九年级导体知识点总结导体是指能够自由传导电流的物质，在电路中起着重要的作用。
本文将对物理九年级中的导体知识点进行总结，帮助大家更好地理解导体的特性和应用。
一、导体的定义和分类导体是指能够自由传导电流的物质。
根据导体的导电性能，可以将导体分为良导体和劣导体两类。
1. 良导体：良导体是指电导率较高的物质，如金属、铁等。
它们可以迅速传导电流，并且因为电子在其内部可以自由运动，所以具有良好的导电性能。
2. 劣导体：劣导体是指电导率较低的物质，如木材、橡胶等。
尽管劣导体的导电性能较差，但它们仍然可以传导一定的电流，只是速度较慢。
二、导体的特性导体具有以下几个重要的特性：1. 导电性：导体能够传导电流，这是导体最基本的特性。
当导体两端施加电压时，电子会在导体内部自由流动，形成电流。
2. 电荷分布均匀：导体的电荷总是集中在导体表面附近，内部几乎没有电荷。
这是由于导体内部的电荷迅速相互排斥，只有靠近导体表面才能保持稳定。
3. 零电场内：在一个导体内部，由于导体中的电荷分布均匀，所以导体内部不会产生电场。
导体表面才是电场发生的主要区域。
4. 异常导电：导体在特定条件下可能出现异常导电现象。
比如当导体表面有细小的划痕时，电流会沿着划痕流动，形成局部电流。
三、导体的应用导体在电路中起着重要的作用，广泛应用于各个领域。
以下是一些常见的导体应用：1. 电线：电线是将电流从电源传输到电器中的导体。
一般使用铜或铝作为电线的导体材料，因为它们具有良好的导电性能和较低的电阻。
2. 电路板：电路板上的导线用来连接电子元件和组成电路，是电子设备不可或缺的元件。
导线在电路板上的布局和连接方式对电路的性能起着至关重要的作用。
3. 接地线：接地线用于将电器设备的金属外壳与地面相连，起到保护用户安全的作用。
接地线通常使用铜杆或铜线作为导体。
4. 闪电导线：为了防止闪电对建筑物和设备造成损害，常常在建筑物的屋顶上安装闪电导线，将闪电引导到地面。
固体物理与导体知识点归纳整理
固体物理与半导体物理符号定义:半导体基本概念： 满带：整个能带中所有能态都被电子填满。
空带：整个能带中完全没有电子填充；如有电子由于某种原因进入空带，也具有导电性, 所以空带也称导带。
导带：整个能带中只有部分能态被电子填充。
价带：山价电子能级分裂而成的能带；绝缘体、半导体的价带是满带。
禁带：能带之间的能量间隙，没有允许的电子能态。
1、 什么是布拉菲格子？答：如果晶体曲一种原子组成，且基元中仅包含一个原子，则形成的晶格叫做布拉菲格子。
2、 布拉菲格子与晶体结构之间的关系？答：布拉菲格子+基元=晶体结构。
3、 什么是复式格子?复式格子是怎么构成？答：复式格子是基元含有两个或两个以上原子的晶格（可是同类、异类）；复式格子山两个 或多个相同的布拉菲格子以确定的方位套购而成。
4、 原胞和晶胞是怎样选取的?它们各自有什么特点？答：原胞选取方法：体积最小的周期性（以基矢为棱边圉成）的平行六面体，选取方法不唯一, 但它们体积相等，都是最小的重复单元。
特点：⑴只考虑周期性，体积最小的重复单元；（2）格点在顶角上，内部和面上没有格点; Ec 导带底的能量 Ev 导带底的能量 Nc 导带的有效状态密度Nv 价带的有效状态密度 no 导带的电子浓度m 本征载流子浓度 E 本征费米能级 po 价带的电子浓度 E 萨氏一E\，禁带宽度费米能级 Ef 电子准费米能级 EP F 空穴准费米能级N D 施主浓度N A 受主浓度 DD 施主能级上的电子浓度 E D 施上能级PA 受主能级上的空穴浓度E A 交上能级 n +D 电离施主浓度『A 电离受主浓度⑶每个原胞只含一个格点。
⑷体积：0 =和（&川&3）；（5）原胞反映了晶格的周期性，各原胞中等价点的物理量相同。
晶胞选取方法：考虑到晶格的重复性，而且还要考虑晶体的对称性，选取晶格重复单元。
特点：（1）既考虑了周期性乂考虑了对称性所选取的重复单元。
（体积不一定最小）；（2）体心或面心上可能有格点；（3）包含格点不止一个；（4）基矢用万，0表示。
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固体物理与半导体物理符号定义：E C 导带底的能量 E V 导带底的能量N C 导带的有效状态密度 N V 价带的有效状态密度n 0导带的电子浓度 p 0价带的电子浓度n i 本征载流子浓度 E g =E C —E V 禁带宽度E i 本征费米能级 EF 费米能级E nF 电子准费米能级 E p F 空穴准费米能级N D 施主浓度 N A 受主浓度n D 施主能级上的电子浓度 p A 受主能级上的空穴浓度E D 施主能级 E A 受主能级n +D 电离施主浓度 p -A 电离受主浓度半导体基本概念：满带：整个能带中所有能态都被电子填满。
空带：整个能带中完全没有电子填充；如有电子由于某种原因进入空带，也具有导电性，所以空带也称导带。
导带：整个能带中只有部分能态被电子填充。
价带：由价电子能级分裂而成的能带；绝缘体、半导体的价带是满带。
禁带：能带之间的能量间隙，没有允许的电子能态。
1、什么是布拉菲格子?答：如果晶体由一种原子组成，且基元中仅包含一个原子，则形成的晶格叫做布拉菲格子。
2、布拉菲格子与晶体结构之间的关系? 答：布拉菲格子＋基元＝晶体结构。
3、什么是复式格子?复式格子是怎么构成?答：复式格子是基元含有两个或两个以上原子的晶格(可是同类、异类)；复式格子由两个或多个相同的布拉菲格子以确定的方位套购而成。
4、厡胞和晶胞是怎样选取的?它们各自有什么特点?答：厡胞选取方法：体积最小的周期性(以基矢为棱边围成)的平行六面体,选取方法不唯一，但它们体积相等，都是最小的重复单元。
特点：(1)只考虑周期性，体积最小的重复单元；(2)格点在顶角上，内部和面上没有格点；(3)每个原胞只含一个格点。
(4)体积：).(321a a a ⨯=Ω ；(5)原胞反映了晶格的周期性，各原胞中等价点的物理量相同。
晶胞选取方法：考虑到晶格的重复性，而且还要考虑晶体的对称性，选取晶格重复单元。
特点：(1)既考虑了周期性又考虑了对称性 所选取的重复单元。
(体积不一定最小) ；(2)体心或面心上可能有格点；(3)包含格点不止一个；(4)基矢用c b a ，，表示。
5、如何在复式格子中找到布拉菲格子?复式格子是如何选取厡胞和晶胞的?答：复式格子中找到布拉菲格子方法：将周围相同的原子找出。
6、金刚石结构是怎样构成的?答：两个由碳原子组成的面心立方沿立方体体对角线位移1/4套购而成。
7、氯化钠、氯化铯的布拉菲格子是什么结构?答：氯化钠布拉菲格子是面心立方；氯化铯的布拉菲格子是简单立方。
8、密堆积有几种密积结构?它们是布拉菲格子还是复式格子?答：密堆积有两种密积结构；密积六方是复式格子，密积立方是布拉菲格子。
9、8种独立的基本对称操作是什么?答：8种独立的基本对称操作：464321S C C C C C 、、、、、、、I σ10、7大晶系是什么? 答：7大晶系是：立方、四方、六方、三方、正交、单斜、三斜。
11、怎样确定晶列指数和晶面指数?答：晶列指数确定：以某个格点为原点，以c b a 、、为厡胞的3个基矢、则晶格中任一各点的位矢可以表示为：c p b n a m R l '+'+'=，将p n m '''、、化为互质的整数m 、n 、p ，求的晶列指数[m n p]，晶列指数可正、可负、可为零。
晶面指数确定：(1)找出晶面在三基矢方向的截距；(2)化截距的倒数之比为互质整数之比；(3)(h 1h 2h 3)晶面指数 。
12、通过原点的晶面如何求出其晶面指数?答：晶面指数是指格点分布在一系列相互平行的平面上－晶面，故将原点的晶面沿法线方向平移一段距离，找出晶面在三基矢方向的截距，化截距的倒数之比为互质整数之比，(h 1h 2h 3)晶面指数 。
13、晶面指数与晶面在三坐标轴上的截距之间的关系? 答：倒数关系。
14、倒格子的定义?正倒格子之间的关系?答：倒格子的定义：周期分布点子所组成的格子，描述晶体结构周期性的另一种类型的格子。
倒格子基矢的定义：设晶格(正格子)厡胞的基矢为321a a a 、、，则对应的倒格子厡胞基矢为321b b b 、、。
则j i j i a b ij j i ≠=⎩⎨⎧==当当022.ππδ正倒格子之间的关系：(1)原胞体积之间的关系Ω=Ω/)2(3*π；(2)倒格矢与一族平行晶面之间的关系； (3)正格矢与倒格矢的点积为2π的整数倍；(4)正倒格子互为傅里叶变换。
15、一维单原子晶格的色散关系?色散关系周期性的物理意义? 答：一维单原子晶格的色散关系：)21sin(max qa ωω=色散关系周期性的物理意义：)21sin(max qa ωω=的一个基本周期为a q a //ππ≤<-，那么周期之外的点q'可以用基本周期在内的一个点q 来等效即是：...212±±=+='，n a n q q π 16、一维双原子晶格的色散关系? 答：一维双原子色散关系：)2cos(2)[(M 222qa Mm m M m M m ++±+=±βω17、同一厡胞内两种原子有什么振动特点?答：同一厡胞内两种原子振动特点：(1)声学波的振动：同一原胞内相邻的两种原子倾向于沿同一方向振动。
长波极限：原胞中两种原子的位相、振幅完全一致，长声学波反映的是原胞质心的振动；短波极限：轻原子不振动，重原子振动 。
(2)光学波的振动：同一原胞内相邻的两种原子作反方向振动。
长波极限：原胞内不同原子振动位相相反，长光学波反映的是原胞质心不动；短波极限：重原子不振动，轻原子振动。
18、晶格振动的格波数、格波支数及总格波数是如何确定的?答：波矢数(q 的取值数)＝原胞数N ；格波支数＝原胞内原子的自由度数3n ；总格波数＝晶体内原子的总自由度数3Nn 。
19、声子这个概念是怎样引出的?它是怎样描述晶格振动的?答：声子概念由来：独立的简谐振子的振动来表述格波的独立模式。
声子描述晶格振动：(1)声子是能量携带者，一个声子具有能量为l ω ；(2)l ω 中的l 从1→3Nn ，l 不同表示不同种类的声子，共有3Nn 种声子；(3)l n 为声子数，表明能量为l ω 的声子有l n 个；(4)频率为l ω的格波能量变化了l l n ω ，这一过程产生了l n 个能量为l ω 的声子；(5)声子是玻色子，遵循玻色统计。
11/-=T K l B e n ω20、驻波边界条件与行波边界条件下的状态密度分别怎么表示?答：驻波边界条件状态密度：一维：1)L (-π 二维：2)L (-π 三维：3)L(-π 行波边界条件状态密度：一维：1)L 2(-π 二维：2)L 2(-π 三维：3)L2(-π 21、一维、二维、三维晶格的能级密度如何求出?答：一维晶格的能级密度：驻波：dE dk /)L (21-π行波：dE dk /)L 2(21-π 其中：m k 2E 22 = 二维晶格的能级密度：驻波：dE kdk /2)L (22ππ•-行波：dE kdk /2)L2(22ππ•- 三维晶格的能级密度：驻波：dE dk k /4)L(223ππ•-行波：dE dk k /4)L 2(223ππ•- 22、在什么情况下电子的费米统计可用玻尔兹曼分布来描述?答：在T K E E B F >>-电子的费米统计可用玻尔兹曼分布来描述；在T K E E B F >>-空穴的费米统计可用玻尔兹曼分布来描述。
23、布洛赫定理的内容是什么?答：布洛赫定理的内容：在周期性势场中运动的电的波函数子是布洛赫波函数，等于周期性函数)(r u k 与自由平面波因子相乘，即)R ()(),.ex p()()(e K K K K r u r u r ik r u r +==ψ 布洛赫波函数函数的周期性与势场周期性相同。
u(x)表示电子在原胞中的运动； r ik e .电子在晶体中共有化运动。
24、禁带出现的位置和禁带宽度与什么有关?答：禁带出现的位置与晶体结构有关；禁带宽度与周期势场有关。
25、每个能带能容纳的电子数与什么有关?答：每个能带能容纳的电子数为2N ，与厡胞数有关。
26、如何运用紧束缚近似出的能量公式?答：紧束缚近似出的能量公式：∑---=mm k ).ex p(E E 0ργα找出近邻原子的个数m ，以某一个原子为原点，求出矢量，带入能量公式便可得到晶体中电子的能量。
27、布洛赫电子的速度和有效质量公式?答：布洛赫电子的速度公式：kE v k E v k ∂∂=∇= 1)(1一维情况下：；有效质量公式：z y x j i k k m k m j i j i x ,,,E 1)(E 122,1*221*=∂∂∂=∂∂=-- 三维：一维：28、有效质量为负值的含义?答：有效质量为负值的含义：有效质量概括了晶体内部势场的作用，外力作用不足以补偿内部势场的作用时，电子的真实动量是下降的。
29、绝缘体、半导体、导体的能带结构即电子填充情况有什么不同呢?答：电子填充情况及能带结构不同：绝缘体最高能带电子填满，导体最高能带电子未填满，半导体最高能带电子填满能带。
导体中一定存在电子未填满的带，绝缘体、半导体的能带只有满带和空带。
绝缘体的能带与价带相互独立，禁带较宽；半导体能带与价带相互独立，禁带较窄，一般在2eV 以下；导体价电子是奇数的金属，导带是半满的，价电子是偶数的碱土金属，能带交迭，禁带消失。
31、空穴的定义和性质。
答：空穴定义：满带(价带)中的空状态；性质：空穴具有正有效质量，空穴具有正电荷，空穴的速度等于该状态有电子时其电子的速度，空穴的能量是向下增加的，位于满带顶附近。
32、半导体呈本征型的条件?答：半导体呈本征型的条件：高纯、无缺陷的半导体或在高温时的杂质半导体。
33、什么是非简并半导体?什么是简并半导体?答：非简并半导体：服从玻尔兹曼分布的半导体。
简并半导体：服从费米分布的半导体。
34、N 型和P 型半导体在平衡状态下的载流子浓度公式? 答：载流子浓度公式：)ex p()ex p(00TK E E N p T K E E N n B V F V B F c c --=--= 热平衡状态下的非简并半导体的判据式：n 0p 0=n 2i35、非简并半导体的费米能级随温度和杂质浓度的变化?答：讨论n 型半导体：电中性条件：n 0=n +D +p 0(1)低温弱电离区：电中性条件：n 0=n +D )2ln()2(2CD B D C F N N T KE E E ++= 在温度T 一定范围内，EF 随温度增大而增大，当温度上升到N C =(N D /2)e -3/2=0.11N D 时，E F 随温度增大而减小。