Физика твердого тела
-
Основы физики твердого тела
- Физика твердого тела изучает свойства твердых тел на атомном уровне.
- Она является частью физики конденсированных сред и тесно связана с материаловедением.
- Важна для создания транзисторов и полупроводников.
-
Структура и свойства твердых тел
- Твердые тела состоят из плотно упакованных атомов, взаимодействующих между собой.
- Атомы могут располагаться в кристаллической или аморфной форме.
- Кристаллические материалы имеют периодическую структуру, что облегчает математическое моделирование.
- Различные типы связей между атомами определяют свойства твердых тел.
-
История и развитие
- Физика твердого тела возникла в 1940-х годах с созданием Отдела физики твердого тела в Американском физическом обществе.
- В Европе также появились крупные сообщества физиков твердого тела после Второй мировой войны.
- В 1970-х и 1980-х годах исследования расширились за пределы твердых тел, что привело к созданию области физики конденсированных сред.
-
Кристаллическая структура и свойства
- Кристаллическая структура влияет на многие свойства материалов.
- Используются различные методы кристаллографии для исследования структуры.
- Размеры кристаллов варьируются, и большинство материалов являются поликристаллическими.
- Дефекты в кристаллах определяют их электрические и механические свойства.
-
Электронные свойства
- Электропроводность и теплоемкость материалов исследуются с помощью физики твердого тела.
- Модель Друде объясняет электрическую и тепловую проводимость, но переоценивает теплоемкость.
- Модель свободных электронов и ее модификации, включая модель почти свободных электронов, дают улучшенные предсказания.
- Теория Блоха используется для описания блоховских состояний в периодических потенциалах.
-
Современные исследования
- Современные исследования включают высокотемпературную сверхпроводимость, квазикристаллы, вращающееся стекло и другие.
-
Рекомендации и дополнительная литература
- Упомянуты книги для дальнейшего чтения по физике твердого тела.
Полный текст статьи: