什么是费米球有什么样的应用(8页).docx

《什么是费米球有什么样的应用(8页).docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《什么是费米球有什么样的应用(8页).docx（13页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、什么是费米球有什么样的应用(8页)JIS1I01.1university固体物理期末考核报告固体物理期末考核报告什么是费米球？有什么样的应用？摘要金属中的自由电子满意泡利不相容原理，其在单粒子能级上分布几率遵循费米统计分布1。肯定零度下，电子在波矢空间(k空间)中分布(填充)而形成的体积的表面。由于在肯定零度时电子都依据泡利不相容原理填满于费米面以下的量子化状态中，所以费米面也就是k空间中费米能量所构成的表面。它是一个以kf为半径的球面：成为费米球。及其运用。关键词：费米球：费米面：能态密度：应用：自由电子一、能态密度函数：固体中电子的能量由一些准连续的能级形成的能带能量在EE+E之间能态数目

2、Z能态密度函数0(IimEZNEE=在k空间，依据E(k)=Constant构成的面为等能面由E和E+E围成的体积为V,状态在k空间是匀称分布的状态密度3(2)V动量标度卜的能态密度EE+E之间的能态数目3(2)VZdSdk=两个等能面间垂直距离kdkEE=3(2)VZdSdk=3(2)kVdSZEE=能态密度3()(2)kVdSNEE=考虑到电子的自旋，能态密度3()2(2)kVdSNEE=几种详细模型中的能态密度：1)自由电子的能态密度电子的能量22()2kEkm=k空间，等能面是半径22mEk=的球面22()2kEkm=在球面上kdEEdk=2km=能态密度3()4kVdSNEE=3/2

3、2222()()(2)VmNEE=2)近臼由电子的能态密度晶体的周期性势场对能量的影响表现在布里渊区旁边等能面的改变二维正方格子第一布里渊区的等能面，第一布里渊区的等能面接近布里渊区的A点，能量受到周期性势场的微扰能量下降，等能面对边界凸现。在A点到C点之间等能面不再是完整的闭合面分割在各个顶点旁边的曲面能态密度的改变k接近A点，等能面对边界凸现两个等能面间的体积不断增大，能态密度增大在点到C点之间，等能面发生残缺达到C点时等能面缩成一个点，能态密度减小为零二、其次布里渊区能态密度能量E越过第一布里渊区边界A点从B点起先能态密度由零快速增大紧束缚模型的电子能态密度简洁立方格子的s带：01()2

4、(coscoscos)sxyzEkEJkakaka=+在k=0旁边2222min*()()2XyZEkEkkkm=+等能面为球面随着E的增大，等能面与近自由电子的状况类似01()2(coscoscos)sxyzEkEJkakaka=+22212(sinsinsin)kxyzEajkakaka=+能态密度3()4kVdSNEE=32221()8(sinsinsin)xyzVdSNEaJkakaka=+等能面22212(sinsinsin)kxyzEaJkakaka=+带底O16EEJ=和O12EEJ=出现微商不连续的奇点等能面与布里渊区相交X点(，O,O)ka=O12XEEJ=22212(sin

5、Sinsin)kXyzEajkakaka=+出现微商不连续的奇点等能面与布里渊区相交012XEEJ=的等能面OEE=的等能面3、范霍夫奇点(vanHovesingu1.arity)在En(k)对k的梯度为零的地方，N(E)应显示出某种特异性。称()OkEk=的点为范霍夫奇点，或临界点。如极大值、微小值、以及鞍点等。这些点都出现在布里渊区的高对称点上。比如筒立方晶格，紧束缚近似下的S带。(0,0,0)k=点是微小，(,)Rkaaa=点姑极大布里渊区侧面中心X点(,0,0)ka=就是一个鞍点。三、费米面(Fermisurface)1、费米而：费米面是指肯定零度时，k空间电子占据态与未占据态之间的分

6、界面.电子填充量子态的形式：按泡利不相容原理由低到高填充能量尽可能低的N(电子数)个量子态。若把电子看成自由电子22()2kEkm=电子填充k空间半径为kF的球球内的状态数3342(2)3FVNk=球内的状态数3342(2)3FVNk=球的半径1/31/332()()8FNkV=NnV=电子密度1/332()8Ink=金属中的自由FtI子满意泡利不相容原理，其在单粒子能级上分布几率遵循费米统计分布1。肯定零度下，电子在波矢空间（k空间）中分布（填充）而形成的体积的表面。由于在肯定零度时电子都依据泡利不相容原理填满于班米面以下的量子化状态中，所以费米面也就是k空间中费米能量所构成的表面。实际晶体

7、的能带结构II：常困难，相应的费米面形态也很困难，最简洁的状况是志向费米球的费米面，它是一个以kf为半径的球而；成为费米球。3、费米面的构造（formationofFermiSUrfaCe）费米面是能量为EF的等能面。对于臼由电子，费米面是球面。当考虑了电子与晶格的相互作用后，即在周期场中运动的电子,其能带不再具有简洁的F1.由电子的形式。特殊是等能面在靠近布里渊区边界旁边将偏离球星对称形态，因而费米面也发生相应的畸变。当电子浓度11较小时，费米面为球面；当电子浓度n增大时,费米球体积增大，势米而对外扩展并发生畸变，接近布里渊区边界时费米面畸变最厉害。以正方格子为例，以F1.由电子模型说明肯定

8、零度时的班米面的构造法。正方格子的周期为a，倒格子的周期是2/a,简约倘氏区的面积是42a20在简约布氏区中有2N个状态，N是晶体的原胞数，所以，k空间单位面积中的状态数是*2()NZkA=*A是简约布里渊区的面积晶体电子的总数是N：202()*FkFNNZkdkkA=费米波矢(Fermiwavevector)的大小1/21/2*(2)2Fka=费米能量(Fermienergy)22222*22222FFkAEmmma=上表中列出了=1到=6的费米波矢和班米能量的值，其中费米波矢以/a为单位；费米能量以22124hma为单位，在广延布里渊区中画出费米圆周，圆周的半径为kF,在费米圆以内的区域是

9、电子占有的态，费米圆以外是未占有的态。在其次、第三布里渊区中的片段分别用平移相当的倒格矢搬到第一布区种中从图中可以看出，当原胞中有一个电子时，整个费米面在第一布里渊区中，全部占有态都在第一能带。第一能带也有没被占有的状态。当一个原胞中有二个或者三个电子时，第一、其次能带都有电子，但都没有全满。当原胞中的电子多于四个时，第一带是满的，其余带未填满。考虑到弱周期场的影响，等能面与布里渊区边界必定垂直向割，胡米面的形态有所不同。构造费米面的详细步骤如下:（1）利用En（k）是倒格矢的周期函数，画出布里渊区的扩展图形。（2）用自由电子模型画出费米球。（3）落在各个布氏区的身米球片断平移到简约布里渊区的

10、等价部位。（4）由自由电子模型过渡到准自由电子模型必箫留意能带边有.禁带出现。费米面同布里渊区边界垂宜相割，H由电子的费米面尖角处要钝化。四、费米球的运用：1）晶体中的电子满带电子占据了一个能带中全部的状态空带没有任何电子占据（填充）的能带导带一个能带中全部的状态没有被电子占满即不满带，或说最下面的一个空带价带导带以下的第一个满带禁带两个能带之间不允许存在的能级宽度周期性势场的影响使得电子的能级形成一系列的准连续的能带N个电子填充这些能带中最低的N个状态2）半导体和绝缘体电子刚好填满最低的一系列能带，形成满带导带中没有电子半导体带隙宽度较小1eV绝缘体带隙宽度较宽10eV金属电子除了填满一系列

11、的能带形成满带还有部分电子填充其它能带形成导带电子填充的最高能级为费密能级位于一个或几个能带范围内在不同能带中形成一个占有电子与不占有电子区域的分解面面的集合称为费密面金属半导体绝缘体的能带三严三实开展以来，我仔细学习了习近平总书记系列讲话，研读了中心、区、市、县关于党的群众路途教化实践活动有关文件和资料。我对个人四风方面存在的问题及绿由进行了仔细的反思、查摆和剖析，找出了自身存在的诸多差距和不足，理出了问题存在的缘由，明确了今后努力的方向和整改措施。现将比照检查状况报告如下，不妥之处，敬请各位领导和同志们指责指正。一、存在的突出问题一是学习深度广度不够。学习上存在形式主义，学习的全面性和系统

12、性不强，在抽时间和挤时间学习上还不够自觉，致使自己的学习无论从广度和深度上都有些欠缺。学习制度坚持的不好，客观上强调工作忙、压力大和事务多，有时不耐性、不耐烦、不耐久，实则是缺乏学习的钻劲和恒心。学用结合的关系处理的不够好，写文章、搞材料有时上网拼凑，求全求美求好看，结合本单位和实际工作的实质内容少，好用性不强。比如，每天对各级各类报纸很少刚好去阅读。因而，使自己的学问水平跟不上新形势的须要，工作标准不高，唱功好，做功差，忽视了理论对实际工作的指导作用。二是服务不深化不主动。工作上有时习惯于按部就班，习惯于常规思维，习惯于凭老观念想新问题，在统筹全局、分工协作、围绕中心、协调方方面面上还不够好

13、。存在着为领导服务、为基层服务不够到位的问题，参谋和助手作用发挥得不够充分。比如，到乡镇、部门、企业了解状况，有时浮皮潦草，不够全面系统。与基层群众谈心沟通少，没有真正深化到群众当中了解一线状况，驾驭的第一手资料不全不深，书到用时方恨少，不能为领导决策供应更好的服务。三是工作执行力不强。日常工作中与办公室同志谈心谈话少，对干部思想状态了解不深，疏于管理。办公室虽然制定出台了公文办理、工作守则等规章制度，但执行的意识不强，有时流于形式。比如，办公场所禁止吸烟，这一点我没有严格执行，有时还在办公室吸烟。四是工作创新力不高。有时工作上习惯于照猫画虎，工作只求过得去、不求过得硬，存在着求稳怕乱的思想和

14、患得患失心理，导致工作上不能完全放开手脚、甩开膀子去干，缺少一种敢于负贡的担当和气魄。比如，做协调工作，有时真成了传话筒和二传手，只传达领导交办的事项，缺乏与有关领导和同志共同商讨如何把事情做得更好，创建性地开展工作。五是深化基层调查探讨不够。工作中，有时忙于详细事务，到基层一线调研不多，针对性不强,有时为了完成任务而调研，多了一些官气、少了一些士气。往往是听汇报的多，干脆倾听群众看法的少；了解面上状况多，发觉深层次问题少。比如，对县委提出的用三分之一时间下基层搞调研活动，在实际工作中却没有做到。即使下基层，有时也是走马观花，蜻蜓点水，让看什么看什么，让听什么听什么。在基层帮扶工作上，有时只留

15、意出谋划策，抓落实、抓详细的少,对群众身边的一些小事情、小问题关切少、关注不够。六是主观能动性发挥不够。自认为在办公室工作多年，已经能够胜任工作，有自满心情，缺乏俯下身子、虚心请教、不耻下问的看法。对待新问题、新状况，习惯于依据简洁阅历提出解决方法，创新不足，主观上存在满意现状，不思进取思想，主观能动性发挥不够。七是对工作细微环节重视不够。作为办公室负责人，存在抓大放小，不能做到知上、知下、知左、知右、知里、知外，有时在一些小的问题上、细微环节上没有做好，导致工作落实不到位，出现偏差。八是工作效率不是很高。面对比较繁重的工作任务，工作有时拈轻怕重、拖拉应付、不够仔细。存在不推不动、不够主动，推一推动一动、有些被动。比如，文稿材料的撰写，有时东拼西凑、生搬硬套、缺乏深化思索。行时也存在着推诿扯皮现象，不能刚好完成，质量也难以保证。对于领导交办的事项，有时跟踪、督导的不够，不能刚好协调办理，缺乏应有的紧迫感，缺乏开拓创新精神，致使工作效率不高。二、产生问题的缘由分析仔细反思和深刻剖析自身存在的问题与不足，主要是自己没有加强世界观、人生观、价值观的改造，不留意提高自身修养，同时受社会不良风气的影响，在详细应对上没有很好地把握自己，碍于情面同流合污。产生问题的缘由主要有以下几方面。(一)自