《普通物理学》课程教学资源（PPT课件）第十四章 激光和固体的量子理论 14-2 固体的能带结构

§1-1 半导体物理中基本概念 • 载流子：电子与空穴 • 有效质量 • 费米能级与准费米能级 • 热平衡态与非平衡态 • 本征与掺杂 • 施主与受主 • 散射与碰撞 • 漂移与扩散 • 稳态与非稳态 §1-2 半导体材料特性 • 晶格结构 • 密勒指数 • 载流子的概念 • 半导体器件理论基础 §1-3 半导体能带论 • 能带的概念 • 有效质量的概念 • 载流子的概念 • 多能谷半导体 • 态密度 §1-4 平衡载流子和非平衡载流子 §1-5 载流子输运理论

半导体材料是一种特殊的固体材料。固体能带理论的发展对半导体的研究起到了重大的指导作用, 而半导体材料与技术的应用发展又对固体物理研究的深度与广度产生了相对的推进作用。 由于半导体中电子的运动可以是多样化的,其材料的性质与杂质、光照、温度和压力等因素有着密 切的关系。通过半导体物理的研究,可以进一步不断地揭示材料中电子各种形式的运动,阐明它们 运动的规律

6.4 在恒定磁场中电子的运动 一. 恒定磁场中的准经典运动 二. 自由电子的量子理论 三. 晶体中电子的有效质量近似 四. 回旋共振 五. 霍尔效应 六. De Haas－Van Alphen效应 6.5 能带结构的实验研究 一.软 X 射线的发射与吸收 二.光吸收与磁光吸收 三.回旋共振与Azbel-Kaner 共振 四.反常趋肤效应 五.磁声技术

化学键：分子内部原子之间的强相互作用力 • 共价键，离子键，金属键 Lewis结构，VB理论、杂化理论、价层电子对互斥理论 MO理论、晶格能计算，离子极化、能带论 化学键与分子结构/性质 • 键长、键角、键极、键能 弱相互作用： • 分子间作用力，氢键 物质结构决定性质：化学的核心 • 晶体结构：密堆积、晶系性质、常见晶体结构

7.1 分子晶体和分子间作用力(Intermolecular forces) 7.1.1 分子的极性 7.1.2 分子间作用力 7.1.3 次级键和氢键 7.2.1 离子键的形成 7.2 离子晶体和离子键 7.2.2 离子键的性质 7.2.3 离子键的强度 7.2.4 离子的特征 7.2.5 离子晶体 7.3 离子极化作用 7.4.1 金属键的改性共价键理论 7.4 金属晶体和金属键 7.4.2 金属键的能带理论 7.4.3 金属晶体的密堆积结构

第一节 异质结及其能带图 第二节 异质结在半导体光电器件中的作用 第三节 异质结制备工艺与晶格匹配 第四节 超晶格与量子阱

§20.1 热辐射的量子性 §20.2 光的二象性 §20.3 康普顿效应 §20.4 玻尔氢原子理论 §20.5 德布罗意物质波假设 §20.6 不确定关系 §20.7 定态薛定谔方程 §20.8 氢原子 §20.9 原子中的电子分布 §20-10 固体的能带

7．认识分子间作用力和氢键的本质，会解释其对物质性质的影响。1．认识化学键的本质；2．掌握离子键的形成及其特点；3．掌握离子的特征，离子极化概念；4．掌握价键理论的内容；会用价键理论解释共价键的特征，会用价电子对互斥理论和杂化轨道理论解释简单的分子结构；5．初步认识分子轨道，掌握第二周期元素的分子轨道特点；6．理解金属键理论，特别是能带理论，会用能带理论解释固体分类； 2.1 化学键的定义 Definition of chemical bond 2.2 离子键理论 Ionic bond theory 2.3 共价键的概念与路易斯结构式 Concept of the covalent bond theory and Lewis’ structure formula 2.7 金属键理论Metallic bond theory 2.8 分子间作用力和氢键 Intermolecular forces and hydrogen bond 2.4 用以判断共价分子几何形状的价层电子对互斥理论 VSEPR for judging the configuration of the covalence molecular 2.5 原子轨道的重叠— 价键理论 Superposition of atomic orbital —valence bond theory 2.6 分子轨道理论Molecular orbital theory

本书是普通高等教育“九五”国家级重点教材,是作者多年来在南京大学讲授固体物理的经验的总结作为一本面向大学本科学生的教材,本书在内容取舍、顺序安排、难度处理等诸多方面都经过反复斟酌本书在传统固体物理的理论框架和不增加篇幅的情况下,对一些一般教材讲解较少的内容做了比较深入的讲解,例如非完整晶格振动中的局域模、磁致电阻、范弗莱克顺磁性和超交换耦合等同时,作者适当地引入了一些凝聚态研究领域的新进展,如准晶体、量子霍尔效应和自旋相关输运等,在尽量不涉及高等量子力学和复杂的数学处理的情况下做到物理图像清晰、内容融会贯通,以使学生能够掌握从事凝聚态物理研究工作的专业基础知识全书内容包括晶体的结构及其对称性晶体的结合晶格动力学和晶体的热学性质、能带论、金属电子论、半导体电子论、固体磁性和超导电性8章。本书可作为高等院校物理类专业本科生、研究生的固体物理教材,也可供其他专业的师生及社会读者参考