第8课大学固体物理省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢您,固体物理第八课,王炜路,作业：,P580,，,3.1,东华理工大学,第1页,上节回顾,绝热近似：,多电子问题,简谐近似,0,q,(,q,),周期边界条件,第2页,运动方程：,声子是晶格振动能量量子,声子概念：,一个格波即一个振动模式称为一个声子，对于由,N,个原 子组成一维单原子链，有,N,个格波，即有,N,种声子,n,j,：声子数,晶体中全部原子共同参加同一频率简谐振动称为一个振动模式。,能量本征值：,第3页,当电子或光子与晶格振动相互作用时，总是以 为 单元交换能量,声子作用过程遵从能量守恒,由,N,个原子组成一维单原子链，晶格振动总能量为：,声子含有能量 ，但声子只是反应 晶体原子集体运动状态激发单元，它不能脱离固体而 单独存在，它并不是一个真实粒子,只是一个准粒子,第4页,3.3 一维双原子链晶格振动,一、运动方程及其解,运动方程：,(,设,M,m,),考虑由,P,、,Q,两种原子等距相间排列一维双原子链。,只考虑近邻原子间弹性相互作用,第5页,试 解：,带,入,第6页,上述方程是关于,A,、,B,线性齐次方程组，,A,、,B,有非零解条件是,系数行列式为零,，从而得到一维双原子链晶格振动色散关系：,一维复式晶格色散关系比一维单原子链晶格色散关系复杂，在一维复式晶格中一个波矢对应这个两个圆频率。,第7页,第8页,2.声学波和光学波,声学波,:,在长波极限下：,则,利用：,得到：,所以：,所以在长波极限下，声学波频率正比于波数，类似于一维链时连续介质弹性波。,第9页,在长波极限下，声学波振幅关系。,说明在长声学波时，原胞中两种原子运动完全一致，,振幅和相位没有差异，做质心整体振动。,第10页,光学波,:,在长波极限下，光学波振幅关系：,说明在长光学波时，光学波在长波极限下描述,原胞质心不动,、不一样原子相对于质心振动，,原胞中两种原子运动相位相反,。,在长波极限下：,第11页,光学波原子振动模型,声学波原子振动模型,第12页,3.声学波和光学波,在短波极限下情况,短波极限：,当 时,不存在格波，此范围称为,频率隙,。,第13页,第14页,4.,长声学支格波与长光学支格波本质差异,长光学支格波特征是每个原胞中不一样原子做相对振动（质心不做运动），频率较高，它包含了晶格振动频率最高振动模式；,长声学支格波特征是原胞内不一样原子没有相对位移，原胞作整体运动（质心运动），振动频率较低，它包含了晶格振动频率最低振动模式；,任何晶体中都存在声学制格波，不过简单晶格（非复式晶格）晶体不存在光学支格波。,第15页,5.,思索题长声学支格波能否将晶体宏观极化？,不能。,长声学支格波特征是原胞内不一样原子没有相对位移，原胞作整体运动（质心运动）。长光学支格波能够使晶体宏观极化。长光学支格波特征是每个原胞中不一样原子做相对振动，使正负离子产生相对位移。,第16页,三、周期性边界条件,周期性边界条件：,h,=,整数，,N,：晶体链原胞数,q,分布密度：,简约区中,q,取值总数,晶体原胞数,晶格振动格波总数,2,N,晶体自由度数,推广：若每个原胞中有,s,个原子，一维晶格振动有,s,个色散关 系式（,s,支格波），其中：,1,支声学波，,(,s,-,1,),支光学波。晶格振动格波总数,s,N,晶体自由度数。,第17页,课堂测试,2,分,1.,简谐近似势能表示式,2.,单链,格波方程,3.,单链格波能量本征值,5,分,推导一维复式晶格色散关系,第18页,