GB 3102.13-1993 固体物理学的量和单位

中华人民共和国国家标准31021393GB蟾固体物理学的量和单位GB31021386QUANTITIESANDUNITSSOLIDSTATEPHYSICS引言本标准等效采用国际标准ISO31131992量和单位第十三部分固体物理学。本标准是目前已经制定的有关量和单位的一系列国家标准之一，这一系列国家标准是GB3100国际单位制及其应用GB3101有关量、单位和符号的一般原则GB31021空间和时间的量和单位GB31022周期及其有关现象的量和单位GB31023力学的量和单位GB31024热学的量和单位GB31025电学和磁学的量和单位GB31026光及有关电磁辐射的量和单位GB31027声学的量和单位GB31028物理化学和分子物理学的量和单位GB31029原子物理学和核物理学的量和单位GB310210核反应和电离辐射的量和单位GB310211物理科学和技术中使用的数学符号GB310212特征数GB310213固体物理学的量和单位。上述国家标准贯彻了中华人民共和国计量法、中华人民共和国标准化法、国务院于1984年2月27日公布的关于在我国统一实行法定计量单位的命令和中华人民共和国法定计量单位本标准的主要内容以表格的形式列出。表格中有关量的各栏列于左面各页，而将其单位列于对应的右面各页并对齐。两条实线间的全部单位都是左面各页相应实线间的量的单位。量的表格列出了本标准领域中最重要的量及其符号，并在大多数情况下给出了量的定义，但这些定义只用于识别，并非都是完全的。某些量的矢量特性，特别是当定义需要时，已予指明，但并不企图使其完整或一致。在大多数情况下，每个量只给出一个名称和一个符号。当一个量给出两个或两个以上的名称或符号，而未加以区别时，则它们处于同等的地位。当有两种斜体字母例如0,0,550,0,9,B存在时，只给出其中之一，但这并不意味另一个不同等适用。一般这种异体字不应给予不同的意义。在括号中的符号为“备用符号”，供在特定情况下主符号以不同意义使用时使用。4T的相应单位连同其国际符号和定义一起列出。单位按下述方式编排一般只给出SI单位。应使用SI单位及其用SI词头构成的十进倍数和分数单位。十进倍数和分数国家技术监督局1993一12一27批准1994一07一01实施GS31021393单位未明确地给出。可与SI的单位并用的和属于国家法定计量单位的非SI的单位列于SI单位之下，并用虚线与相应的SI单位隔开。专门领域中使用的非国家法定计量单位列于“换算因数和备注”栏。一些非国家法定计觉单位列于附录参考件中，这些参考件不是标准的组成部分。关于量纲一的量的单位说明任何量纲一的量的一贯单位都是数字一1。在表示这种量的值时，单位1一般并不明确写出。词头不应加在数字1上构成此单位的十进倍数或分数单位。词头可用10的乘方代替。例折射率雷诺数N153X1153RE132X10考虑到一般是将平面角表示为两长度之比，将立体角表示为面积与长度的平方之比，国际计量委员会CIPM在198。年规定，在国际单位制中弧度和球面度为无量纲的导出单位这就意味着将平面角和立体角作为无量纲的导出量。为了便于识别量纲相同而性质不同的量，在导出单位的表示式中可以使用单位弧度和球面度。数值表示“定义，栏中的所有数值都是准确的。在“换算因数和备注”栏中的数值如果是准确的，则在数值后用括号加注“准确值”字样。本标准的特殊说明考虑到不同学科已有的传统习惯，有些量并列选用两个中文名称，它们应是等价的。主题内容与适用范围本标准规定了固体物理学的量和单位的名称与符号在适当时，给出了换算因数。本标准适用于所有科学技术领域。2名称和符号GB31021393量1311135项号量的名称符号定义备注13111312点阵基矢量，晶格基矢仁量FUNDAMENTALLATTICEVECTOR点阵矢量，晶格矢量LATTICEVECTOR口1，口2，口3A,B,C左,R,T晶体最小周期单元的边矢量RN,A,N2A2N3A3式中NN2,N3为整数13211322倒易点阵基矢量，倒格子基矢仁量习FUNDAMENTALRECIPROCALLATTICEVECTORS倒易点阵矢量，倒格子矢仁量习ANGULARRECIPROCALLATTICEVECTORBBI,B3A,B,CGAIBK2W8IKGL,B,十126213BZ式中L12,1为整数在晶体学中通常采用AB,几133点阵平面间距，晶面间距LATTICEPLANESPACINGD相邻点阵平面晶面间的距离134布喇格角BRAGGANGLEB2DSINBNA式中A为问题中辐射的波长，N为整数135反射级ORDEROFREFLEXION力GB31021393单位131A135A项号单位名称符、号定义换算因数和备注131AMETREN】埃人，1人10TO准确值1人01NM推荐采用纳米NM132A每米RECIPROCALMETRE,负一次方米METRETOTHEPOWERMINUSONEM,133AMETREM埃人，1人二100M准确值1人01NM推荐采用纳米NM134A弧度RADIANRAD134B度DEGREE10001745329RAD135AONE1351GS31021393墩1361一139项号量的名称符号定义备注13611362短程序参量SHORTRANGEORDERPARAMETER长程序参量LONGRANGEORDERPARAMETERJS以伊辛ISING铁磁体为例，在最近邻原子对中，具有平行磁矩与反平行磁矩的原子对数目之差除以最近邻原子对总数以伊辛铁磁体为例，磁矩指向某一方向的原子数与磁矩指向相反方向的原子数之差除以总原子数类似的定义也适用于其他有序一无序现象137伯格斯矢量BURGERSVECTORB标志位错的矢量，为环绕一条位错线的伯格斯回路的封闭矢量138113821383粒子位仁置矢量IPARTICLEPOSITIONVECTOR离子平衡位置矢量EQUILIBRIUMPOSITIONVECTOROFIONORATOM离子位移矢量DISPLACEMENTVECTOROFIONORATO们】RRROUUR一RO为了区别电子和离子的位置矢量，分别使用小写和大写字母139德拜一瓦勒因数DEBYEWALLERFACTORD衍射线强度因点阵振动晶格振动而减弱的因数有时表示为EXP2W，在穆斯堡尔谱学中又称为F因数，并用F表示GB31021393单位136A一139A项号单位名称符号定义换算因数和备注136AONE1参阅引言137A烹TRE】11埃人，1人100M准确值1A二01NM推荐采用纳米NM138AMETRE139A0NE1参阅引言GB31021393量项号131011312一量的名称符号定义备注13101仁角波数ANGULARREPETENCY,ANGULARWAVENUMBERK,QK2A/A式中A为波长相应的矢量K或Q称为波数矢量。当需要区别K和玻耳兹曼常量时，后者可用KA当需要区别K和Q时，Q应该用于声子和磁振子，而K应该用于电子、中子之类的粒子13102费密角波数FERMIANGULARREPETENCY,FERMIANGULARWAVENUMBER处于费密面上态中的电子的角波数13103德拜角波数DEBYEANGULARREPETENCY,DEBYEANGULARWAVENUMBER在点阵振动晶格振动谱的德拜模型中引入的截止FFT波数必须指明所用的截止方法1311德拜角频率DEBYEANGULARFREQUENCY在点阵振动晶格振动谱的德拜模型中引入的截止角频率必须指明所用的截止方法1312德拜温度DEBYETEMPERATUREDK0HW,式中K为玻耳兹曼常量，1，为普朗克常量除以27CK1380658士0000012X10Z3J/KI105457266士000000063X10“SGS31021393单位1310A1312A项号单位名称符号定义换算因数和备注1310A1310B弧度每米RADIANPERMETRE每米RECIPROCALMETRE,负一次方米METRETOTHEPOWERMINUSONERAD/MM参阅引言1311A1311B弧度每秒RADIANPERSECOND每秒RECIPROCALSECOND,负一次方秒SECONDTOTHEPOWERMINUSONERAD/SS一1参阅引言1312A开仁尔文KELVINKGB31021393量1313一13162项号量的名称符号定义备注1313点阵振动模式密度，晶格振动模式密度SPECTRALCONCENTRATIONOFVIBRATIONMODESINTERMSOFANGULARFREQUENCYG,NW在角频率。附近无穷小角频率间隔内的振动模式数除以该频率间隔范围和晶体体积GWN二DNWD式中N是圆频率小于。的振动模式总数除以晶体体积1314格林爱森参量GRONEISENPARAMETERYRYAV/KRCVP式中A、为体膨胀系数，K二为等温压缩率，。、一为定容比热，P为质量密度1315马德隆常量MADELUNGCONSTANTA单价一单价离子性晶体每对离子的静电能量为E一E24EOA式中E为元电荷，为真空介电常量A为应予指出的电阵常量晶格常量。A的数值决定于晶体结构类型1316113162声子平均自由程MEANFREEPATHOFPHONONS电子平均自由程MEANFREEPATHOFELECTRONSLNH,AIII,GB31021393单位1313A1316A项号单位名称符号定义换算因数和备注1313A1313B秒每弧度立方米SECONDPERRADIANCUBICMETRE秒每立方米SECONDPERCUBICMETRES/RADMS/RN1314AONE1参阅引言1315A0NE1参阅引言1316AMETREN1357GB31021393量13171321项号量的名称符号定义备注1317态密度DENSITYOFSTATESNE,P，二一、，卜DNEDE式中ME是能量小于E的电子态总数除以体积1318剩余电阻率RESIDUALRESISTIVITYPR金属电阻率外推到热力学温度零开尔文时的数值1319洛伦兹系数LORENZCOEFFICIENTLL1/AT式中A为热导率，。为电导率，T为热力学温度1320霍耳系数HALLCOEFFICIENTAH,RH在各向同性导体中，电场强度E和电流密度J之间的关系为EPJRABXJ式中P为电阻率，B为磁通密度1321物质A与B之间的温差电动势THERMOELECTROMOTIVEFORCEBETWEENSUBSTANCESAANDBES在冷接头，从物质A到物质B的方向为EE的正方向GB31021393单位1317A1321A项号单位名称符号定义换算因数和备注1317A每焦耳立方米RECIPROCALJOULEPERCUBICMETRE,JOULETOTHEPOWERMINUSONEPERCUBICMETREJ一/M1317B每电子伏立方米RECIPROCAL卜RNONVOLLP,CUBICMETRE,负一次方电子伏每立方米ELECTRONVOLTTOTHEPOWERMINUSONEPERCUBICMETREEV/M1EV/M62415064士00000019X10“J/M1318A欧姆米OHMMETRENM1319A二次方伏特每二次方开尔文VOLTSQUAREDPERKELVINSQUAREDV/W1320A立方米每库仑CUBICMETREPERCOULOMBM/C1321A伏特口VOLTV359GB31021393傲13221327项号量的名称符号定义备注1322物质。和B的塞贝克系数SEEBECKCOEFFICIENTFORSUBSTANCESAANDBSEBE6DES、一不署0DT式中T为热接头的温度，EB为物质A与B之间的温差电动势SEBS一SB式中S和S。分别为物质A和物质B的塞贝克系数1323物质A和B的拍耳帖系数PELTIERCOEFFICIENTFORSUBSTANCESAANDBH6在接头处产生的拍耳帖热功率除以物质A到B的电流QCB刀。一776式中17。和176分别为物质A和物质B的拍耳帖系数1324汤姆逊系数THOMSONCOEFFICIENT产，R所产生的汤姆逊热功率除以电和温度差沿电流方向，如果温度降低而产生热量时，则产为正值1325功函数WORKFUNCTION0,W无穷远处真空中一静止电子与物质内部费密能级上一电子之间的能量差物质A和物质B的接触电位差为V。一VB_PBPLE式中E为元电荷1326电子亲和能ELECTRONAFFINITYZ无穷远处一静止电子与绝缘体或半导体内导带最低能级上一电子之间的能量差1327里查逊常量RICHARDSONCONSTANTA金属热离子发射电流密度J为JATEXP一O/KT式中T为热力学温度，K为玻耳兹曼常量,0为功函数GS31021393单位1322A1327A项号单位名称符号定义换算因数和备注1322A伏特每开尔文VOLTPERKELVINV/K13一23A伏特VOLTV1324A伏特每开尔文VOLTPERKELVINV/K1325A焦耳JOULEJ1325B电子伏ELECTRONVOLTEV1EV160217733士000000049X10J1326A焦耳JOULEJ1326B电子伏ELECTRONVOLTEV1EV160217733士000000049X10“J1327A安培每平方米二次方开尔文AMPEREPERSQUAREMETREKELVINSQUAREDA/MW361GB31021393量项号13281一13305一、的名称符号定义备注13281E,EF每个电子的化学势13282导带的最低能级和价带的最高能级之间的能T。时，金属的EF等于有电子占据的态的最高能量1328313284费密能量FERMIENERGY禁带宽度GAPENERGY施主电离能DONORIONIZATIONENERGY受主电离能ACCEPTORIONIZATIONENERGY1329TF费密能量相应的温度，按TFEF/K确定，式中K为玻耳兹曼常量13301费密温度FERMITEMPERATURE电子浓度，电子数密度ELECTRONNUMBERDENSITY,VOLUMICELECTRONNUMBER空穴浓度，空穴数密度HOLENUMBERDENSITY,VOLUMICHOLENUMBER本征载流子浓度，卜征载流子数密度INTRINSICNUMBERDENSITY,VOLUMICINTRINSICNUMBER刀，刀N，凡P单位体积中的导带电子数下标N和P分别表示N型和P型半导体13302PIPPO单位体积中的价带空穴数13303本征半导体单位体积中的导带电子数或价带空穴数NP耐式中N,P分别为电子浓度和空穴浓度13304施主浓度，施主数密度DONORNUMBERDENSITY,VOLUMICDONORNUMBERN,NN单位体积中的施主杂质数13305受主浓度，受主数密度ACCEPTORNUMBERDENSITY,VOLUMICACCEPTORNUMBERNN,单位体积中的受主杂质数GB31021393单位1328A1330A项号单位名称符号定义换算因数和备注1328A焦耳JOULEJ1328B电子伏ELECTRONVOLTEV1EV060217733士000000049X10“J1329A开尔文KELVINK1330A每立方米RECIPROCALCUBICMETRE,负三次方米METRETOTHEPOWERMINUSTHREEMZGB310213一93量1331一13一363项号量的名称符号定义备注13一31有效质量EFFECTIVEMASS舰。才，M了分别用于半导体中的电子和空穴13一32迁移率比MOBLLITYRATLOBB巧/产，式中户。，产，分别为电子和空穴的迁移率关于迁移率，参阅GB31OZLO的10一2713一33113一332弛豫时间RELAXATIONTIME载流子寿命CARRIERLIFETIMERR，几，RP趋于平衡的指数式衰减过程的时间常数半导体中少数载流子复合过程的时间常数对于金属中的电子，R1/V。式中1为平均自由程，VF为费密球面上的电子速度参阅13一3。的备注13一34扩散长度DLFFUSIONLENGTHL，L。，LPL召厄于式中D为扩散系数，R为寿命参阅13一3。的备注。关于D，参阅GB3LOZ8中的8一3913一35交换积分EXCHANGEINTEGRALJ由于电子交换而引起的交换能13一36113一36213一363居里温度CURIETEMPERATURE奈耳温度N亡ELTEMPERATURE超导体转变温度SUPERCONDUCTORTRANSLT10NTETNPERATURETCTNT铁磁体的临界温度反铁磁体的临界温度超导体的临界温度TR一般地用于临界温度GB31021393单位1331A一1336A项号单位名称符号定义换算因数和备注1331A千克KILOGRAMKG1332AONE1参阅引言1333A秒SECONDS1334AMETREN11335A焦耳JOULEJ1335B电子伏ELECTRONVOLTEV1EV160217733士000000049X10J严尔文口一一K365GB31021393量13371一1341项号量的名称符号定义备注133711337213373热力学超导临界磁通量密度THERMODYNAMICCRITICALMAGNETICFLUXDENSITY下临界磁通量密度LOWERCRITICALMAGNETICFLUXDENSITY上临界磁通量密度UPPERCRITICALMAGNETICFLUXDENSITYBB,BZ1B2VG”一G一于乙产。式中G。和G，分别为正常导体和超导