SolidStatePhysicsPPT学习课件实用教案

1、会计学1SolidStatePhysicsPPT学习学习(xux)课件课件第一页，共33页。第1页/共32页第二页，共33页。123返回(fnhu)退出(tuch)自由电子自由电子(z yu din z)气模型气模型一、价电子与传导电子一、价电子与传导电子自由自由Na原子原子的的电子组态电子组态16223221SPSS价电子轨道半径价电子轨道半径0.19nm价电子决定了元素的大多数化学性质价电子决定了元素的大多数化学性质第2页/共32页第三页，共33页。123返回(fnhu)退出(tuch)自由电子自由电子(z yu din z)气模型气模型一、价电子与传导电子一、价电子与传导电子 价电子价电

2、子 离子实间距离子实间距0.37nm 传导电子传导电子传导电子决定了金传导电子决定了金属的大多数特性属的大多数特性第3页/共32页第四页，共33页。123返回(fnhu)退出(tuch)自由电子自由电子(z yu din z)气模型气模型二、德鲁特模型二、德鲁特模型1900年年 德鲁特德鲁特自由电子气模型自由电子气模型第4页/共32页第五页，共33页。123返回(fnhu)退出(tuch)自由电子自由电子(z yu din z)气模型气模型二、德鲁特模型二、德鲁特模型自由电子气系统自由电子气系统32910mMZNVNnmA理想气体系统理想气体系统 32510m浓度约浓度约第5页/共32页第六页

3、，共33页。123返回(fnhu)退出(tuch)自由电子自由电子(z yu din z)气模型气模型二、德鲁特模型二、德鲁特模型自由电子气系统自由电子气系统理想气体系统理想气体系统 浓度大浓度大 浓度小浓度小电子气带电理想气体分子电中性电子气带电理想气体分子电中性第6页/共32页第七页，共33页。123返回(fnhu)退出(tuch)自由电子自由电子(z yu din z)气模型气模型二、德鲁特模型二、德鲁特模型电子的无轨电子的无轨热运动和漂热运动和漂移运动的叠移运动的叠加加mne2第7页/共32页第八页，共33页。123返回(fnhu)退出(tuch)自由电子自由电子(z yu din z

4、)气模型气模型二、德鲁特模型二、德鲁特模型电子运动方程电子运动方程稳态解稳态解电流密度电流密度电导率电导率 mne2VmEedtvdmEmeVdEmenVnejd2第8页/共32页第九页，共33页。123返回(fnhu)退出(tuch)自由电子自由电子(z yu din z)气模型气模型三、成功与失败三、成功与失败电电子子浓浓度度 n: 32928/1010m室室温温下下 : m810求得求得 驰豫时间驰豫时间 : s14151010 电子平均速度电子平均速度 v: sm/105求得求得 平均自由程平均自由程 v: nm101 . 0 似乎自恰性相当好似乎自恰性相当好实实 验验 结结 果果 ：

5、 : 100 nm 以以 上上 此此 外外 ： 电电 子子 比比 热热 、 磁磁 化化 率率 等等 也也 遇遇 到到 了了 困困 难难 。第9页/共32页第十页，共33页。123返回(fnhu)退出(tuch)自由电子自由电子(z yu din z)气模型气模型三、成功与失败三、成功与失败 电子平均电子平均自由程：自由程：电阻率：电阻率： 电子对比热贡献：电子对比热贡献： 自由电子气自由电子气 模型计算模型计算实验结果实验结果100nm0.1-1.0nm较小较小仅为计算值的仅为计算值的1/200较大较大怎么办？怎么办？TT第10页/共32页第十一页，共33页。第11页/共32页第十二页，共33

6、页。straight path over many atomic distances.第12页/共32页第十三页，共33页。free electrons subject to the Pauli principle)第13页/共32页第十四页，共33页。第14页/共32页第十五页，共33页。n第15页/共32页第十六页，共33页。第16页/共32页第十七页，共33页。Fthe condition 2 nF=N determines nF.第17页/共32页第十八页，共33页。第18页/共32页第十九页，共33页。第19页/共32页第二十页，共33页。第20页/共32页第二十一页，共33页。第2

7、1页/共32页第二十二页，共33页。distribution)第22页/共32页第二十三页，共33页。第23页/共32页第二十四页，共33页。nkrr第24页/共32页第二十五页，共33页。yz第25页/共32页第二十六页，共33页。free electrons the occupied orbitals may be represented as points inside a sphere in k space.第26页/共32页第二十七页，共33页。第27页/共32页第二十八页，共33页。F第28页/共32页第二十九页，共33页。(32N/V)1/3.nFermi temperature TF= F/ kB第29页/共32页第三十页，共33页。第30页/共32页第三十一页，共33页。the number of orbitals per unit energy range at the Fermi energy is the total nu