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晶体中运动的电子具有 比较自由电子和晶体中的电子波函数,并说明它们运动的不同之处

2021-03-25知识6

学习物质结构与性质,回答下列问题:

金属晶体具有延展性的原因是(  )

晶体中运动的电子具有 比较自由电子和晶体中的电子波函数,并说明它们运动的不同之处

比较自由电子和晶体中的电子波函数,并说明它们运动的不同之处 自由电子波函数为来平面波;根据正交自归一性,知2113前系数(振幅)C为常5261数,表明可以在空4102间任意位置出现晶体中1653的电子波函数系数U(r)具有周期性,并不是常数。电子是共有化的,能在整个晶体中运动在,具有平面波的性质。

晶体中的晶体缺陷有哪些 晶体2113中的缺陷及其对材料性能的影5261响前言晶体的主要特征是其中原子(或分4102子)的规则1653排列,但实际晶体中的原子排列会由于各种原因或多或少地偏离严格的周期性,于是就形成了晶体的缺陷,晶体中缺陷的种类很多,它影响着晶体的力学、热学、电学、光学等各方面的性质。晶体的缺陷表征对晶体理想的周期结构的任何形式的偏离。晶体缺陷的存在,破坏了完美晶体的有序性,引起晶体内能U和熵S增加。按缺陷在空间的几何构型可将缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷,它们分别取决于缺陷的延伸范围是零维、一维、二维还是三维来近似描述。每一类缺陷都会对晶体的性能产生很大影响,例如点缺陷会影响晶体的电学、光学和机械性能,线缺陷会严重影响晶体的强度、电性能等。一、晶体缺陷的基本类型点缺陷1、点缺陷定义由于晶体中出现填隙原子和杂质原子等等,它们引起晶格周期性的破坏发生在一个或几个晶格常数的限度范围内,这类缺陷统称为点缺陷。这些空位和填隙原子是由热起伏原因所产生的,因此又称为热缺陷。2、空位、填隙原子和杂质空位:晶体内部的空格点就是空位。由于晶体中原子热运动,某些原子振动剧烈而脱离格点跑到表面上,在内部留下了空格。

第二章 思考题与自测题1.原子中的电子和晶体中电子受势场作用情况以及运动情况有何不同?原子中内层电子和外层电子参与共有化运动有何不同?2.晶体体积的大小对能级和能带有什么影响?3.描述半导体中电子运动为什么要引入“有效质量”的概念?用电子的惯性质量描述能带中电子运动有何局限性?4.一般来说,对应于高能级的能带较宽,而禁带较窄,是否如此?为什么?5.有效质量对能带的宽度有什么影响?有人说:“有效质量

为什么布洛赫函数表明了晶体中电子做公有化运动 布洛赫函数或者称为布洛赫波函数(Bloch(wave)function)是在周期性势场中运动的电子的Schrodinger方程的解。布洛赫函数是一种调幅平面波,形式为ψk(x)=uk(x)·exp(ik·x),其中uk(x)具有晶格的周期性。其中的指数部分反映了晶体电子的共有化运动,而其中的晶格周期函数部分反映了晶体电子围绕原子核的运动;它所描述的电子是所谓Bloch电子(晶格周期势场中的电子),是晶体中的共有化运动的电子,故Bloch电子的状态—Bloch态是扩展态,这对应于能带电子的状态,即能带中的许多准连续的能级状态。只有晶体中的共有化电子的波函数才具有布洛赫函数的形式,相应电子的能量呈现为能带,而不是能级。而与布洛赫状态不同是局限在某个原子附近处运动的电子的所谓局域态,例如杂质或者缺陷上电子的束缚状态;这种局域的能量状态呈现为能级—束缚能级。这些束缚状态的能量与扩展态的能量无关,故束缚态的能级相对于能带而言,它可以处于能带中的任意位置,即既可以在能带中,也可以在禁带中。例如施主杂质能级、受主杂质能级、复合中心能级、陷阱中心能级、激子能级等这些束缚状态,一般都处于禁带中间。在确定的完整晶体结构中,布洛赫波矢是一个守恒量(以倒易点阵矢量为模。

在固体物理学中在描述晶体中电子的运动方程中的波矢 k 究竟有什么物理意义,为什么它在后续推到速度,加速度等物理量的时候如此重要? 当我们谈到动量的时候,你只需要记住一点:它就是空间平移算符的生成元。即在真空中,空间平移的位移可以…

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