Учебное пособие. – СПб: Университет ИТМО, 2015. – 97 с.Дисциплина «Введение в физику твердого тела» относится к профессиональному циклу дисциплин профилей подготовки «Оптика наноструктур» и «Физика наноструктур». В данном курсе изложен круг вопросов, составляющих основы физики твердого тела, дано описание основных типов кристаллических решеток, рассмотрены типы и силы связи в кристаллах, строение колебательной подсистемы твердых тел, дано общее представление о теории упругости и дефектах в кристаллах.
Учебное пособие предназначено для обучения бакалавров по направлению 12.03.03 «Фотоника и оптоинформатика». Материал может быть рекомендован для студентов начальных курсов физико-технических специальностей.Содержание
Структура кристаллов и пространственная решетка
Свойства кристаллических веществ
Структура кристалла и пространственная решетка
Кристаллографическая символика. Связь между символами плоскостей и направлений
Симметрия кристаллических структур
Основные понятия теории групп
Элементы симметрии
Точечные группы симметрий
Пространственные группы симметрии
Классификации кристаллических структур
Силы связи в кристаллах
Строение атома
Периодическая таблица элементов
Энергия связи кристалла
Связь Ван-дер-Ваальса. Диполь-дипольное взаимодействие
Потенциал Леннарда-Джонса
Типы связей в кристаллах
Металлическая связь
Ковалентная (гомеополярная) связь
Ионная (гетерополярная) связь
Ван-дер-ваальсова связь
Водородная связь
Основные уравнения теории упругости
Общее рассмотрение: тензоры напряженности и деформаций
Основные уравнения теории упругости
Граничные условия и алгоритм решения системы уравнений
Деформация кристалла
Рассеяние волн в кристаллах
Обратная решетка и обратное пространство
Зоны Бриллюэна
Определение кристаллических структур с помощью дифракции рентгеновских лучей
Экспериментальные методы, основанные на условии Лауэ
Упругие волны в кристаллах
Одномерная цепочка с одним атомом в примитивной ячейке
Одномерная цепочка с двумя атомами в примитивной ячейке
Трехмерный кристалл
Фононы
Методы экспериментального изучения фононов
Тепловые свойства твердых тел
Модель Эйнштейна
Модель Дебая
Теплопроводность
Общие представления о дефектах в кристаллах
Классификация дефектов кристаллической решетки
Точечные дефекты
Отклонение в распределении электронных зарядов
Термодинамика точечных дефектов
