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固体物理论文

固体物理导论课学习体会与几点建议摘要:100-200字概况指出撰写本文的主要内容、目的和意义。

以及在该课程学习中取得的成绩,即对该课程的体会和建议等。

这部分内容要高度概况,并包括下文主要论述。

本学期按学校安排,我们开设了《固体物理》这门课,在学习过程中,我们进一步了解了晶体结构、晶格振动、晶体缺陷、能带理论、半导体等内容。

由于所学知识有限;我们只是了解、熟悉了一些新的知识,不能深入进行研究、计算;但本课程的学习,帮助了我们扩展知识面,对以后的学习也有不少好处。

通过对这门课的学习,我对固体材料中的许多性质有了更深的认识,也体会到了材料学中的复杂与高深。

在以后的教学中,希望老师,除了基本概念和基本理论的教导外,多结合实际应用,来使学生对知识有更深的兴趣与理解。

关键词:4-5个,能很好体现或统领全文内容的一些关键性词语。

固体物理导论知识结构学习体会实际应用1引言固体物理导论课程性质、任务与发展概况。

化工系粉体专业基础课程教学与学习要求。

这部分要综述已有的前人对该课程的论述和建议,可以引大量的文献来加以说明。

是全文中关键部分!!(课程性质)固体物理学(英文solid-state physics)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。

是研究固体的性质、它的微观结构及各种内部运动,以及这种微观结构和内部运动同固体的宏观性质的关系的学科。

它是物理学中内容极丰富、应用极广泛的分支学科,从电子、原子和分子的角度研究固体的结构和性质(主要是物理性质) 的一门基础理论学科。

它和普通物理、热力学与统计物理、金属物理、材料科学、特别是量子力学等学科有着密切关系。

(课程任务)固体物理学的基本任务:从宏观到微观研究固体的各种物理性能并阐明其规律性。

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。

固体物理也讨论晶体学、晶体的结合键、晶体缺陷、扩散、相图等问题。

但它着重研究的是晶格振动和晶体的热学性质、固体电子论(包括自由电子论和能带理论)、半导体、固体的磁性、超导体等专题。

近20年来固体物理的研究热点:1.准晶态的发现(1984年)2.高温超导体的发现YBaCuO2(钇钡铜氧化物)(1986年)3.纳米科学(1984年)4.材料的巨磁阻效应LaSrMnO3(1992年)5.新的高温超导材料MgB2(2001年)(发展概况)早在18世纪,阿维对晶体外部的几何规则性就有一定的认识。

后来,布喇格在1850年导出14种点阵。

费奥多罗夫在1890年、熊夫利在1891年、巴洛在1895年,各自建立了晶体对称性的群理论。

这为固体的理论发展找到了基本的数学工具,影响深远。

1912年劳厄等发现X射线通过晶体的衍射现象,证实了晶体内部原子周期性排列的结构。

加上后来布拉格父子1913年的工作,建立了晶体结构分析的基础。

第二次世界大战后发展中子衍射技术,70年代出现了高分辨电子显微镜点阵成像技术,在于晶体结构的观察方面有所进步。

60年代起,人们开始研究在超高真空条件下晶体解理后表面的原子结构。

维德曼和夫兰兹于1853年由实验确定了金属导热性和导电性之间关系的经验定律;洛伦兹在1905年建立了自由电子的经典统计理论,泡利在1927年首先用量子统计成功地计算了自由电子气的顺磁性,索末菲在1928年用量子统计求得电子气的比热容和输运现象,解决了经典理论的困难。

布洛赫和布里渊分别从不同角度研究了周期场中电子运动的基本特点,为固体电子的能带理论奠定了基础。

1931年威耳逊提出金属和绝缘体相区别的能带模型,并预言介于两者之间存在半导体,后来,伦敦在1946年敏锐地提出超导电性是宏观的量子现象,并预言磁通是量子化的。

1839年汉密尔顿讨论了排成阵列的质点系的微振动;1907年,爱因斯坦首先用量子论处理固体中原子的振动。

德拜在1912年采用连续介质模型重新讨论了这问题,得到固体低温比热容的正确的温度关系;巴丁、布喇顿以及肖克莱于1947~1948年发明晶体管。

1957年巴丁、库珀和施里弗成功地提出超导微观理论,即有名的BCS理论。

19世纪吉布斯研究了相平衡的热力学。

后来厄任费斯脱在1933年对各种相变作了分类。

60年代以后,人们对发生相变点的临界现象做了大量研究,总结出标度律和普适性。

卡达诺夫在1966年指出在临界点粒子之间的关联效应起重要作用。

威耳逊在1971年采用量子场论中重正化群方法,论证了临界现象的标度律和普适性,并计算了临界指数,取得成功。

从20世纪初至30年代,经过许多学者努力建立了抗磁性的基本理论。

范扶累克在1932年证明在某些抗磁分子中会出现顺磁性;朗道在1930年证明导体中传导电子的非局域的轨道运动也产生抗磁性,这是量子的效应;居里在1895年测定了顺磁体磁化率的温度关系,朗之万在1905年给出顺磁性的经典统计理论,得出居里定律。

(中国固体物理发展概况)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。

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。

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。

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。

从1980年到1985年,黄昆和他的学生比较严格地分析了这类理论处理的基础——把电子运动和晶格运动分开处理的所谓绝热近似,提出一个有多个不同频率的声子模式参加的多声子复合过程的理论模型和计算这个模型的理论方法。

80年代,中科院理论物理所于浔、苏肇冰等对电子-晶格畸变高度非线性耦合的跃迁过程进行了系统的研究,在黄-里斯理论的基础上,提出了一个多电子系统局域型非线性元激发的量子跃迁理论,给出了局域型非线性元激发辐射跃迁和无辐射跃迁量子跃迁几率的普遍表达式。

(最新前沿)中国科学院固体物理研究所在基于液相激光熔蚀技术半导体氧化铁的掺杂研究方面取得进展。

最近,固体所科研人员将液相激光熔蚀技术(Laser ablation in liquids, LAL)技术与常规水热处理技术相结合,基于LAL制备了具有高反应活性的特种纳米颗粒胶体,并以之作为掺杂杂质的前驱体,提出了一种新的半导体纳米晶掺杂策略,成功获得了不同元素(如Ge,Si,Mn,Sn,Ti)掺杂的氧化铁纳米晶。

固体所在碳化硅纳米结构的研究方面取得新进展——SiC量子环的蓝色发光与反常红移。

最近,固体所研究人员基于硅片在液相有机介质中的激光烧蚀实现Si与碳原子(或团簇)之间的碳化反应,进而采用选择性侵蚀,在室温下成功制备出了SiC纳米环(内径:3-10nm;外径:9-20nm)。

这种SiC纳米环展现出明显的量子限制效应和强的蓝色发光特性;并且,在紫外区激发时,呈现反常的发光峰红移现象。

(学习要求)粉体专业由于基础课程没有学完,在固体物理课程的学习上,只是把其当成导论课程来上,要求我们对固体物理学中的基本概念与基本理论有所了解与认识,并且能对基本的固体材料性质进行初略的解释,不要求我们具体对材料进行精确地计算与研究。

2固体物理导论课程知识架构与特点梳理该课程重点知识框架,可以以图或表等形式来进行创新表达!排列方式(周期性+对称性)点阵行为点阵之间的线互作用以及结合点阵振动点缺陷周期性破坏以及晶格缺陷线缺陷—位错固体物理面缺陷体缺陷电子、磁子、和光子输运电子行为布洛赫定理近自由电子近似电子能量状态(能带结构)紧束缚近似布洛赫电子的准经典运动导体、半导体和绝缘体的能带论解释3固体物理导论课学习体会与建议结合个人学习来加以综述!注意实用性和条理性即可。

学习体会1、固体材料的微观性质比宏观性质要复杂得多2、研究的一般过程都是简单到复杂,特殊到一般3、数学真的只是一门工具学科,只是基础建议希望在学习过程中能有更多的知识的实际应用的讲解4结束语综合以上各部分论述,总结本课程学习经验和建议,可能的话能提出自己的一些看法或建议。

固体物理学是一门理论性很强的学科;在学习过程中,一定要把握自己学习这门课的目的,是深入理解,还是初步涉猎。

在明确学习目的后,选择适合自己的学习方法;由于课程的理论性较强,一定要在学习过程中,不断结合在实际中的应用,来对知识点进行理解。

涉及固体物理材料的微观结构学习时,由于微观结构比较抽象,可以借助视频教学来为学生讲解,这样效果会比较好。

整体来说,固体物理学虽然很复杂、抽象,但把握住了重点与其间的规律性,它是一门很有实用价值的学科。

参考文献(不少于10篇,且必须和该论文相关)[1] 黄林勇,刘宏,刘铎,等(作者).以NH4Cl 为矿化剂水热合成ZnO自组装微纳米结构(文章名), 人工晶体学报(杂志名),2010(年),39(期): 578-582(页码).[2] 固体物理学发展史[3] 固体所在碳化硅纳米结构的研究方面取得新进展——SiC量子环的蓝色发光与反常红移发表日期:2013-04-08 作者:李越[4] 固体所在基于液相激光熔蚀技术半导体氧化铁的掺杂研究方面取得进展发表日期:2013-05-30 作者:叶一星[5]孟庆波研究员题目:纳晶太阳能电池关键材料与器件集成[6] 凝聚态物理学发展状况[7] L. H. Yin(尹利华), R. Ang, B. C. Zhao, Y. N. Huang, Y. Liu, S. G. Tan, W. H. Song, Y. P. Sun, Evolution of the thermoelectric performance in low Ca-doped layered cobaltiteBi2Sr2Co2Oy, Solid State Communications 158, 16 (2013).[8] 黄昆,韩汝琦固体物理.北京:科学出版社,1979__[9] 固体能带理论/谢希德,陆栋主编—上海:复旦大学出版社,1998.12(2000.4重印)。

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