固体物理学 三维晶体物理学？.ppt

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1、固体物理学 三维晶体物理学？Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望传统固体物理学的不足不能反映新兴的重要研究领域额与准确的方法脱节只反映了三位晶体结构请列举低微的情况低微材料二维：表面和界面，及单层和九层之内的石墨（石墨烯，纳米材料的研究热点）一维：纳米管零维：孤立的分子和团簇不足的例子纳米材料太阳能电池光催化材料量子分子动力学石墨烯图照发现石墨烯的工具SP2杂化轨道：石墨烯、石墨、碳纳米管、焦炭和富勒烯石墨烯简介它是一种碳的同素异形体原子之间的键合是SP

2、2杂化轨道1962年Boehm从理论上假设其存在2004年曼彻斯特大学的Geim和Novoselov用胶带从石墨中把石墨烯剥落出来，邴火德2010诺贝尔物理奖二维晶体石墨烯中的准粒子是狄拉克费米子纳米材料纳米线（Nanowire）纳米管（Nanotube）纳米团簇（Nanocluster）纳米棒（Nanorod）纳米缆（Nanocable）富勒烯（C60）SEM纳米线SEM15m纳米线碳纳米管的构成三壁碳纳米管二氧化硅纳米团簇薄膜应用广泛薄膜的制备化学气相沉积（CVD）物理气相沉积（PVD）分子束外延（MBE）固体物理学的结构由于电子的质量远小于原子核的质量，有绝热近似（Oppenheim-B

3、orn近似）点阵：晶格振动和声子电子结构（能带结构图）表面和界面表面现象界面二维布拉维点阵7种点阵体系种点阵体系14种布拉维点阵种布拉维点阵三斜点阵P单斜点阵PC斜方晶系PCIF正方晶系PI菱形晶系P六方晶系P立方晶系P(pcc)I(bcc)F(fcc)Hermann-MauguinSchoenfliesOrbifoldCoxeterOrder1C111+12C2222+23C3333+34C4444+46C6666+6mm2C2v*22243mC3v*33364mmC4v*44486mmC6v*66612mCs=C1h*1122/mC2h2*2,2+4C3h3*2,3+64/mC4h4*2,

4、4+832pointgroup26/mC6h6*2,6+12Ci=S21x1+,2+2S42x2+,4+4S63x2+,6+6222D22222,2+432D33223,2+6422D44224,2+8622D66226,2+12mmmD2h*2222,282mD3h*3223,21232pointgroup34/mmmD4h*4224,2166/mmmD6h*6226,2242mD2d2*22+,48mD3d2*32+,61223T3323,3+123mTd*3323,324mTh3*23+,424432O4324,3+24mmOh*4324,348晶胞中中有两个原子的例子：左边岩盐结构（NaCl），右边闪锌矿结构（立方ZnS）。假如左边两个原子一样-简单立方，右边的两个一样-金刚石结构CeCl钙钛矿ABO3结构，包括BaTiO3等铁电体、CaMnO3等反磁体和多种合金。布拉维点阵是简单立方六方点阵、石英点阵和纤锌矿点阵金刚石和石墨硫化锌立方结构（黄色的是金属原子，灰色的是非金属原子）米勒指数()表示面和表示方向铜银合金准晶体彭罗斯拼图密堆积：六方密堆积（HCP）和立方密堆积（FCC)FCCHCPZn-Mg-Ho准晶低能电子衍射图样（LEED）米勒指数.六方密堆积的米勒指数