固体物理基础-西安电子科技大学

引入W－S原胞的原因 优点： （1）W－S原胞本身保持了B格子的对称性； （2）该取法今后要用到。 缺点：(参见GT014d) （1）W－S原胞的体积等计算不方便； （2）平移对称性反而不直观。
3.惯用原胞和轴矢
惯用原胞：体积是初基原胞的几倍，能明 显地反映布拉菲格子的周期性，又能明 显地反映布拉菲格子的对称性。 轴矢：惯用原胞的三个不共面的棱边，分 别用a、b、c表示。
4. 自范性和晶面角守恒 自范性：晶体能自发地形成封闭的几何 多面形。 晶面角守恒定律：同一品种的晶体， 任两个对应晶面的夹角不变。 5．最小自由能和稳定性。
NaCl晶体的若干外形
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§1－2 晶体的微观结构
周期性－－又称平移对称性，晶体的根本 特征（主要矛盾）。 一. 空间点阵（布拉菲格子） 基元－－组成晶体的最小结构单元。 把基元抽象成为一点，则晶体抽象成为 空间点阵。
复式格子＝晶体结构 复式格子≠B格子
例：晶体结构 ·○ ·○ ·○ A B 一种描述： ·○ ＋ · · · 基元 B格子 另一种描述： · · · ·＋ A子格子
·
○ ○ B子格子
○
二、原胞
1.初基原胞和基矢 初基原胞：B格子中的最小重复区域。 每个初级原胞只包含一个格点。 基矢：在B格子中任取一个格点为原点， 初基原胞的三个棱边为三个矢量a1、a2 a3 ,其模分别为该方向的最小周期长度， 这三个矢量a1、a2、a3称为基矢。
固体物理
教材：固体物理基础
曹全喜等编， 西安电子科技大学出版社。
参考书： 固体物理学 陆栋等编著， 上海科学技术出版社； 固体物理学 黄昆，韩汝崎编，高等教育出版社。
系列课件
绪论
研究对象： 固体的结构及其组成粒子（原子、离 子、分子、电子等）之间相互作用与运 动规律，以阐明其性能和用途。 固体物理是固体材料和器件的基础学 科，是新材料、新器件的生长点。
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基矢选定之后，B格子中的任一格 点的位矢
Rn= n1a1+ n2a2+ n3a3 Rn称为格矢，是B格子的数学表示。
说明：
1.基矢的选法并不唯一确定（初基原胞内仅含一 个格点,对称性反映的程度不同）。
2.威格纳－赛兹原胞（W－S原胞，对称原胞）
作法：（1）任选一格点为原点； （2）将原点与各级近邻的格点连线，得 到几组格矢； （3）作这几组格矢的中垂面， 这些中垂面绕原点围成的最小区域称W －S原胞。（请看动画GT010）
3.每个基元内所含的原子数＝晶体中原子 的种类数。 4.布拉菲格子（B格子）的基本特征：各格 点的情况（基元内涵和周围“环境”） 完全相同。 5.晶体结构的一种描述：带基元的B格子。 另一种描述： 单式格子：晶体由一种原子组成。一个 基元仅有一个原子，即一个原子由一个 格点表示。
复式格子：晶体由几种原子组成，但各种 原子在晶体中的排列方式都是相同的 （均为B格子的排列），可以说每一种 原子都形成一套布拉菲子格子，整个晶 体可以看成是若干排列完全相同的子格 子套构而成。
注意事项
1. 掌握固体物理的基本概念、思维方法和 学习方法； 针对某一特殊过程，抓住主要矛盾，突 出主要因素，建立模型。 例如：晶体－－－周期性； 金属－－－电子共有化 单电子近似－－－能带论 2. 作好作业。
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第一章
§ 1－ 1
晶体结构
晶体的宏观特性
1. 均一性――从宏观理化性质的角度来 (周期性－－从原子排列的角度来讲）； 2. Biblioteka Baidu称性； 3.各向异性和解理性，例如，云母的解理性；
晶体结构＝基元＋空间点阵
布拉菲格子：把空间点阵用三组不共面的 平行线连起来，形成的空间网格。 此时，又把阵点称为格点。 布拉菲格子（B格子）＝空间点阵 说 明 1. 基元中A、B可以是不同的原子，或相 同的原子，但周围“ 环境”不同。 2. 每个基元用一个格点来表示。此格点选 在基元的什么地方、代表几个原子并未 限制。