微电子学物理基础-波函数及薛定谔方程

《微电子学物理基础》FundamentalofMicroelectronicsPhysics教学大纲一、课程性质与目的《微电子物理基础》是微电子学专业的专业选修课。该课程在普通物理、高等数学、线性代数等基础上，使学生树立起微观粒子运动的基本图像，深刻理解微观粒子运动的表述方式、基本原理及普遍规律，掌握典型微观体系的基本特征。通过该课程的学习，能够理解波函数的意义，力学量算符的概念，掌握晶体结构，晶格振动和能带理论。解决一些与专业有关的问题，为今后进一步学习有关专业基础课程奠定必要的理论基础。二、课程内容及要求：第一章经物理学困难1、教学基内容1.1经典物理学的困难2、教学基要求了解：十九世纪末二十世纪初经典物理所遇到的困难第二章波数及薛谔方程1、教学基内容2.1波函数2.2不确定关系2.3薛定谔方程2.4粒子流密度和粒子数守恒2.5定态薛定谔方程2.6一维无限势阱模型2.7一维有限势阱模型2.8一维线性谐振子2.9势垒贯穿2、教学基要求掌握：微观粒子波函数的方程，定态方程、无限深势阱中粒子的运动、势垒贯穿、线性谐振子等具体问题的求解过程理解：微观粒子的波、粒二重性及其本质；微观粒子所遵循的态叠加原理了解：不确定关系原理

第三章量力学中力学量1、教学基内容3.1量子力学中的算符3.2厄米算符的本征函数的正交性和完全性3.3动量算符角动量算符3.4电子在库仑场中的运动3.5基本的对易关系两力学量同时确定的条件不确定关系2、教学基要求掌握：力学量算符的本征值方程、本征值和本征函数的物理意义；动量、角动量等常见力学量算符的表达式，中心力场问题的求解理解：力学量与其算符表示之间的对应关系了解：力学量的不确定度概念，对易关系第四章微理论1、教学基内容4.1非简并微扰理论4.2简并定态微扰2、教学基要求掌握：能够用定态微扰理论求解简单的定态微扰问题理解：简并和非简并定态微扰理论求解的实质了解：微扰理论的概念第五章晶结构1、教学基内容5.1晶体的共性、密堆积、晶体的周期性5.2晶列、晶面、倒格子5.3晶体的对称性5.4晶格结构的分类2、教学基要求掌握：堆积类型，晶格、原胞、布喇菲格子和复式格子、正格矢、晶体的周期性、倒格矢等物理概念，正格子和倒格子的关系理解：几种常见晶体的结构类型了解：晶体的共性，晶体的对称性，晶体结构的分类第六章晶的结合1、教学基内容6.1原子的电负性6.2晶体结合的类型6.3结合力及结合能

2、教学基要求掌握：电离能、电负性、电子亲和能等物理概念理解：掌握原子之间的相互作用势能和相互作用力及其物理性质了解：晶体的几种结合方式及各自的特点第七章晶振动与体的热学性1、教学基内容7.1一维晶格振动（Ⅰ）7.2一维晶格振动（Ⅱ）7.3三维晶格的振动2、教学基要求掌握：格波，声子，长光、声学波，晶格振动模式密度，声子的热容量；理解：一维简单格子和复式格子中格波的求解过程、一维原子链中色散关系了解：三维晶格振动的求解、晶格热容的量子理论。第八章能理论基1、教学基内容8.1周期场中电子的波函数---布洛赫函数8.2克龙尼克－潘纳模型8.3近自由电子模型8.4布里渊区8.5紧束缚近似2、教学基要求掌握：布洛赫函数、布洛赫定理、布里渊区等概念，能带理论理解：克龙尼克－潘纳模型，几种典型格子的布里渊区及对称点的位置；了解：几种求解晶体能带的方法（近自由电子模型、紧束缚方法）三、本课程与其他课程的联系与分工先修课程高等数学物理代数》后修课程半导体物理器件》四、课程各教学环节和各篇章(节)学时分配章节第一章第二章第三章

内容经典物理学的困难波函数和薛定谔方程量子力学中的力学量

总课时2126

讲授课时2126

第四章第五章第六章第七章第八章

微扰理论晶体结构晶体的结合晶格振动与晶体的热学性质能带理论基础合计

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2828848五、本课程采用的教学方法和教学手段本课程采用计算机多媒体投影，内容采用Flash－Powerpoint与板书相结合。六、教材及教学参考资料教材：刘文楷等微电子物理基础京，自编讲义，年。参考书：唐洁影编子工程物理基础京，电子工业出版社，七、本课程成绩考查方法及评定标准总成绩以百分