固體物理基本概念

1、1固體物理總結(jié)固體物理總結(jié)緒論緒論1研究對象及內(nèi)容研究對象及內(nèi)容研究固體的結(jié)構(gòu)及其組成粒子間相互作用與運動規(guī)律以闡明固態(tài)物質(zhì)性能和用途的學(xué)科。2固體物理學(xué)發(fā)展的里程碑固體物理學(xué)發(fā)展的里程碑十八世紀(jì)：十八世紀(jì)：阿羽依（R.J.Hay?法）堅實、相同、平行六面體的“基石”有規(guī)則重復(fù)堆積.十九世紀(jì)：十九世紀(jì)：布喇菲(A.Bravais?法)空間點陣學(xué)?晶體周期性.二十世紀(jì)初：二十世紀(jì)初：X射線衍射?揭示晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)量子理論?描述晶體內(nèi)部微觀粒

2、子運動過程近幾十年：近幾十年：固體物理學(xué)?凝聚態(tài)物理：無序、尺度、維度、關(guān)聯(lián)；晶體?凝聚態(tài)物質(zhì)?第一部分第一部分晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)1布喇菲點陣和初基矢量布喇菲點陣和初基矢量晶體結(jié)構(gòu)的特點在于原子排列的周期性質(zhì)。布喇菲點陣是平移操作所聯(lián)系的諸點的列陣。布喇菲點陣是晶體結(jié)構(gòu)周期性112233Rnanana???的數(shù)學(xué)抽象。點陣矢量，其中，，和均為整數(shù)，112233Rnanana???1n2n3n，和是不在同一平面內(nèi)的三個矢量，叫做布喇菲點陣的

3、初基矢量，1a2a3a簡稱基矢。初基矢量所構(gòu)成的平行六面體是布喇菲點陣的最小重復(fù)單元。布喇菲點陣是一個無限的分立點的列陣，無論從這個列陣中的哪個點去觀察，周圍點的分布和排列方位都是完全相同的。對一個給定的布喇菲點陣，初級矢量可以有多種取法。3們把在傅里葉空間中規(guī)則排列著的點的列陣稱為倒易點陣倒易點陣是晶體結(jié)構(gòu)周期性在博里葉空間中的數(shù)學(xué)抽象如果把晶體點陣本身看作一個周期函數(shù)，我們可以說，倒易點陣就是晶體點陣的傅里葉變換反倒易點陣就是晶體點

4、陣的傅里葉變換反之晶體點陣就是倒易點陣的傅里葉逆變換之晶體點陣就是倒易點陣的傅里葉逆變換倒易點陣的初基矢量(簡稱倒易點陣基矢)定義為??2311232?????aabaaa??3121232?????aabaaa(2.1)??1231232?????aabaaa由此式定義的倒易點陣的每個初基矢量都與晶體點陣的兩個初基矢量正交：(2.2)022ijijijbaij???????????倒易點陣矢量定義為，其中、、均為整數(shù)很112233ll

5、l???Gbbb1l2l3l容易證明，由倒易點陣矢量由倒易點陣矢量G所聯(lián)系的諸點的列陣正是前面由傅里葉所聯(lián)系的諸點的列陣正是前面由傅里葉分析所定義的倒易點陣分析所定義的倒易點陣2倒易點陣矢量與晶面指數(shù)間的關(guān)系倒易點陣矢量與晶面指數(shù)間的關(guān)系對于晶體中面間躍為d的任何一組平行平面(hkl)，有一組倒易點陣矢量與之垂直，其中最短的就是以晶面指數(shù)為指數(shù)的倒易點陣矢量，(h、k、l是整數(shù))且面間距等于該倒易點陣矢量??123hklhkl???Gb