1.模型和微扰计算 考虑金属中电子受到粒子周期性势场的作用,假定周期性势场的起伏较小。作为零级近似,可以用 势场的平均值代替离子产生的势场:V=V(r)。周期性势场的起伏量V(r)-=V作为微扰来处 理

1.模型和微扰计算 一维自由电子近似模型:金属中电子受到粒子周期性势场的作用,如图XCH004001所示。假定周 期性势场的起伏较小。作为零级近似,可以用势场的平均值代替离子产生的势场:=V(x) 一一周期性势场的起量V(x)-=△V作为微扰来处理

能带理论是目前研究固体中电子运动的一个主要理论基础在二十世纪二十年代末和三十年代初期, 在量子力学运动规律确立以后,它是在用量子力学研究金属电导理论的过程中开始发展起来的.最 初的成就在于定性地阐明了晶体中电子运动的普遍性的特点

实际晶体中的原子在平衡位置为原点作振动,晶格振动的研究,最早是从晶体的热学性质开始的。 热容量是热运动在宏观性质上最直接的表现。 杜隆-珀替经验规律:一摩尔固体有N个原子,有3N个振动自由度,按能量均分定律,每个自由 度平均热能为kT 摩尔热容量:3Nk=3R将固体的热容量和原子的振动联系起来

晶体的自由能函数:F(T,卩),根据P=-()x可以得到晶格的状态方程。 rF=-kThZ,Z=∑e--配分函数,对所有晶格的能级相加。 能级包含原子处于格点平衡位置时的平衡晶格能量U(V)和各格波的振动能∑(n+加

如果在晶体中存在温度梯度 w能流密度:0=-d一单位时间内通过单位面积的热能,其中为品体的热导系数。 不考虑电子对热传导的贡献,晶体中的热传导主要依靠声子来完成 当样品中存在温度梯度时,“声子气体”的密度分布是不均匀的。温度较高的区域将有产生较多的振 动模式和具有较大的振动幅度,即有较多的声子被激发,“声子”密度高。这些声子通过和晶体中其 它声子发生碰撞,使得温度较低的区域具有同样的“声子”密度

固体的定容热容:C=()-E固体的平均内能。 一一固体内能包括晶格振动的能量和电子热运动的能量

在晶体中同时可以存在不同频率的简谐振动,不同频率的振动模式其能量是不同的。 对于给定的晶体,总的振动模式数目是一定的,按振动频率有一个分布一一用晶格振动模式密度 来描述

晶格振动的频率和波矢的关系 皛格振动的色散关系,称为晶格振动的振动谱。 利用中子非弹性散射、X射线散射和光子与晶格的非弹性散射实验来测定晶格振动的振动谱

晶格中的声学波中相邻原子都沿同一方向振动。光学波中,原胞中不同的原子相对地作振动。 当波长比原胞线度大得多时,两支格波各自的特点更加显著。 长声学波反映了原胞质心的振动 长光学波中,原胞的质心保持不动 如果晶体由正负两种离子组成