第一章 固体中电子能量结构与状态VIP免费

材料物理是物理学和材料学之间的边缘学科。材料物理性能物理学模型物理学概念、原理等物理科学材料科学材料物理目的：从物理学的角度，从微观的角度来阐述材料性能中的种种规律。包括材料的电性能、介电性能、光学性能、热学性能、磁学性能以及力学性能。材料物理（1）根据化学组成和显微结构特点材料金属材料无机非金属材料复合材料有机高分子材料材料的分类金属材料（MetallicMaterials)：钢铁、铝、铜、钛合金无机非金属材料（陶瓷材料、Ceramics）：Al2O3、SiC、Si3N4、SiO2、TiN如，电工电子陶瓷、玻璃、水泥及耐火材料等有机高分子材料（HighPolymers)：聚乙烯、聚丙烯、纤维、蛋白质等复合材料（Composites)：两种或两种以上的材料按一定的比例通过特殊方法结合起来而构成材料的分类（2）根据特征性能材料结构材料（以力学性能为主）功能材料（以物理、化学性能为主）材料的分类结构材料：是机械制造、建筑工程、交通运输、能源利用工程等的物质基础。具有抵抗外力作用、保持自身形状和结构不变的力学特性及对外界环境良好的适应性。高强的机械性能、耐高温、耐磨、耐腐蚀、耐辐照。新型结构材料：材料的分类功能材料：具有优良的电、磁、声、热、光、力、化学、用途：可用于研制具有传递、存储或记忆信息、转化或变换能量的功能性元件。包括：金属、半导体、有机高分子、复合材料等。有多种分类，按性能可分为：或生物学等性能的材料。力学、声学、电学、磁学、光学、化学、生物医学、核功能材料。材料的分类信息社会对材料科学提出了更高的要求，材料科学是信息社会的基石。传感器件半导体芯片半导体技术液晶材料光学材料金属材料磁性材料拍照功能显示功能金属外壳信号接受对话功能电子线路照片存储功能材料介电材料移动通讯数码拍照材料与物性、现象、用途间的关系具体化现象经济性材料作用改善原料工艺条件物性用途材料性能决定于材料的组成与结构，而这些又取决于合成与制造工艺。材料性能的好坏直接决定了材料的用途，所以学习掌握材料的各种性能知识与理论是材料研发的基础。教学内容无机材料无机结构材料无机功能材料无机材料的脆性断裂与强度无机材料的受力形变无机材料的电学性能无机材料的磁学性能无机材料的光学性能无机材料的热学性能无机材料的介电性能固体中电子能量结构与状态固体物理学参考书目《无机材料物理性能》（清华大学出版社）关振铎、张中太、焦金生《材料物理性能》（北京航空航天大学出版社）田莳《固体物理学》（人民教育出版社）黄昆《材料科学基础》（上海交通大学出版社）胡庚祥、蔡珣、戎咏华《材料物理导论》（科学出版社）熊兆贤第一章固体中电子能量结构与状态材料性质与材料中原子间的化学键、晶体结构、电子能量结构及材料中的缺陷等密切相关。这些是理解材料物理性能的基础。1.1电子的粒子性和波动性1.2金属电子理论1.3晶体能带理论1.4晶体能带理论应用举例1.5半导体电子理论1.6晶体中的缺陷原子间的键合类型：金属键、离子键、共价键、分子键和氢键。晶体结构有十四种空间点阵。原子间键合方式、晶体结构都会影响固体的电子能量结构和状态，从而影响材料物理性能。原子键合及特性原子键合及特性离子键（Ionicbonding）特点：以离子而不是以原子为结合单元，要求正负离子相间排列，且无方向性，无饱和性性质：熔点和硬度均较高，良好电绝缘体静电键引力离子实质：金属原子带正电的正离子（Cation）非金属原子带负电的负离子（anion）多数盐类、碱类和金属氧化物亚金属（C、Si、Ge、Sn），聚合物和无机非金属材料实质：由二个或多个电负性差不大的原子间通过共用电子对而成特点：饱和性，配位数较小，方向性（s电子除外）性质：熔点高、质硬脆、导电能力差共价键（covalentbonding）典型金属原子结构：最外层电子数很少，即价电子（valenceelectron）极易挣脱原子核之束缚而成为自由电子（freeelectron），形成电子云（electroncloud）金属中自由电子与金属正离子之间构成键合称为金属键。特点：电子共有化，既无饱和性又无方向性，形成低能量密堆结构性质：良好导电、导热性能，延展性好金属键（Metallicbond...