固体物理学英语毕业论文

新的实验条件和技术日新月异，正为固体物理不断开拓新的研究领域。极低温、超高压、强磁场等极端条件、超高真空技术、表面能谱术、材料制备的新技术、同步辐射技术、核物理技术、激光技术、光散射效应、各种粒子束技术、电子显微术、穆斯堡尔效应、正电子湮没技术、磁共振技术等现代化实验手段，使固体物理性质的研究不断向深度和广度发展。由于固体物理本身是微电子技术、光电子学技术、能源技术、材料科学等技术学科的基础，也由于固体物理学科内在的因素，固体物理的研究论文已占物理学中研究论文三分之一以上。其发展趋势是：由体内性质转向研究表面有关的性质；由三维体系转到低维体系；由晶态物质转到非晶态物质；由平衡态特性转到研究瞬态和亚稳态、临界现象和相变；由完整晶体转到研究晶体中的杂质、缺陷和各种微结构；由普通晶体转到研究超点阵的材料。这些基础研究又将促进新技术的发展，给人们带来实际利益。同时，固体物理学的成就和实验手段对化学物理、催化学科、生命科学、地学等的影响日益增长，正在形成新的交叉领域。

固体物理就是研讨固体（主要是晶体）材料物理特性的一门科学。它是从固体中的原子和电子状态的根本特点出发来讨论固体的物理性质，所以是最基础的、又同专业关系最密切的一门课程，它也讨论非晶体材料的性质，是学习金属物理、半导体物理、电介质物理、磁学等的基础、先行课程。虽然固体物理主要是讨论固体材料的问题，但是实际上对于讨论液体、气体材料也有参考价值。对于物理类和电子科学类的专业，固体物理是必修课。

材料专业的基础课。

铁磁性和亚铁磁性是两类磁有序结构固体具有的强磁性。温度在居里点TC以上固体呈顺磁性，在居里点TC时发生相变而呈铁磁性或亚铁磁性。1907年P.外斯用分子场唯象理论解释铁磁性。1926年实验确定过渡金属铁磁性来源于3d壳层的电子自旋磁矩。W.海森伯在1928年以固体中原子之间电子自旋的直接交换作用给予分子场量子力学的解释。1934年E.斯通纳提出巡游电子模型，可解释一部分实验规律。20世纪50年代M.茹德曼、C.基泰耳、T.糟谷和K.芳田奎提出固体中两个相邻局域磁矩通过传导电子气为媒介传递的间接交换作用，称为RKKY互作用，其特点是互作用能随两磁矩间距离呈振荡型衰减。亚铁磁性是由于一些化合物晶体中含有两种磁性离子，它们有不相等的电子自旋磁矩，且按磁矩反平行方式排列形成两个磁子晶格。铁氧体就是典型例子，在高频和微波领域有重要应用。反铁磁体和亚铁磁体相似，但其两个磁子晶格的离子磁矩大小相等而反平行排列。反铁磁体的温度高于奈耳点TN，其反铁磁性消失，变为顺磁性。铜氧化物高温超导体未掺杂的母材具有反铁磁性。非晶磁性材料和各种磁记录材料发展迅猛，特别是磁光记录材料将应用延伸到光波领域。1988年在多层磁薄膜中发现巨磁电阻效应，后来又发现具有超巨磁电阻效应的新磁性晶体，为发展磁电子学提供了基础。固体磁性是一个有很久历史的研究领域。抗磁性是物质的通性，来源于在磁场中电子的轨道运动的变化。从20世纪初至30年代，经过许多学者努力建立了抗磁性的基本理论。范扶累克在1932年证明在某些抗磁分子中会出现顺磁性；朗道在1930年证明导体中传导电子的非局域的轨道运动也产生抗磁性，这是量子的效应；解释了石墨和某些金属之所以具有反常大的抗磁性。居里在1895年测定了顺磁体磁化率的温度关系，朗之万在1905年给出顺磁性的经典统计理论，得出居里定律。顺磁性的量子理论连同大量的实验研究，导致顺磁盐绝热去磁致冷技术出现，电子顺磁共振技术和微波激射放大器的发明，以及固体波谱学的建立。关于铁磁体，1926年人们从实验中判知铁磁性同电子自旋磁矩有关。L.奈耳在1932年提出反铁磁体的唯象理论，后来人们的确发现过渡金属氧化物有反铁磁性。H.克喇末在1934年和P.安德森在1950年相继提出通过氧离子耦合的交换作用解释氧化物的反铁磁性。这一理论已成为在技术上有重要应用的铁氧体的亚铁磁性的基础。金属铬是反铁磁体但没有局域磁矩，其根源在于每一种自旋的电子密度在空间有周期性的变化，即形成自旋密度波。稀土金属的铁磁性，来源于未满的4f壳层的局域磁矩。它们通过巡游电子耦合趋于平行排列，产生铁磁性。居里温度很低的弱铁磁体，其中没有局域磁矩，它的铁磁性同自旋密度的起伏有关。过渡金属的铁磁性是一个困难又复杂的多体问题，还没有比较满意的理论处理。

只有对于金属中的简并电子，才是绝对零度时和常温下电子的平均动能十分相近。因为随着温度的升高，只有Fermi能级附近处的电子才能发生状态的变化，其余大多数电子的状态并无改变，所以动能的变化也就不大——相近。但是，对于一般的半导体而言，情况将有所不同！