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9.1: 凝聚态物理学前奏

在本章中,我们将探讨量子力学在更复杂的系统(例如分子、金属、半导体和超导体)中的应用。 我们回顾并开发了前几章的概念,包括波函数、轨道态和量子态。 我们还引入了许多新概念,包括共价键、旋转能级、费米能量、能量带、掺杂和库珀对。

照片显示的是石英晶体。 另一张照片显示光线从光滑的矩形面板上反射出来。
9.1.1:石英的晶体结构使其能够分解成光滑的平面,折射光线,使其适合制作珠宝。 硅是石英中的主要元素,也形成纯晶体,这些晶体构成了全球半导体电子行业的基础。 (左图:美国地质调查局对作品的修改)。

本章的主要主题是固体的晶体结构。 几个世纪以来,结晶固体因其美观而备受赞誉,包括钻石和祖母绿等宝石,以及石英和金属矿石的地质晶体。 但是,硅等半导体的晶体结构也使当今的电子行业成为可能。 在本章中,我们将研究固体的结构如何赋予它们从强度、透明度到电导率等特性。