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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 无机/物化 » 无机化学 » 材料结构中声子的概念，举例说明声子对热学，光学，电学的影响
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sudawzh

木虫 (小有名气)

[交流] 材料结构中声子的概念，举例说明声子对热学，光学，电学的影响

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1楼 2012-06-17 15:04:57
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基极电流

铁杆木虫 (正式写手)
★ ★ ★ ★ ★ ★
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sudawzh: 金币+5 2012-07-13 08:30:21
呵呵，声子的概念教科书上都有，楼上的虫友也作了说明。
其实，我们不用背书，也可以理解其物理意义。晶体材料中的电子或其他粒子（下面以电子为例）的运动受其他粒子的势场和外加势场的影响，微观粒子遵循量子力学。同时晶体的晶格具有周期性，周期性的东西可以用傅立叶变换来分析，只不过自变量不是时间，而是三维空间变量，倒格子空间就是晶格傅立叶变换，相当于空间频域。电子能级在倒格子空间中的分布实际是空间“频谱”，周期性的晶格之运动在倒格子空间中则变成了一个粒子（即声子），就象连续的周期性正弦波在频域里变成了一个点频一样。好了，现在可以理解电子与晶格振动的能量交换可以用声子来处理了。
比如，单晶硅是很好半导体材料，但它的发光效率不高，这是因为硅材料中的电子从高能级跃迁到低能级时，还必须吸收或放出一个声子，即电子必须要与晶格发生能量交换后，才能放出光子。而因为吸收或放出一个声子，使得这个过程效率降低了，而砷化镓材料的电子从高能级跃迁到低能级时，不与晶格发生能量交换，直接把能量差以光子的形式放出来，所以，砷化镓是较好的光电子材料。
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5楼2012-07-12 23:58:39
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lingyuandage

木虫 (职业作家)
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
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fds329: 金币+2, 感谢应助。辛苦了O(∩_∩)O 2012-06-21 20:15:38
sudawzh: 金币+5 2012-07-13 08:29:52
声子是晶格震动的一种表现形式
电子在晶格中的运动会受声子影响
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2楼2012-06-19 18:58:04
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wangxi2010

新虫 (初入文坛)
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
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sudawzh: 金币+10 2012-06-20 09:37:15
fds329: 金币+3, 鼓励新虫，金币少，予以补助 2012-06-21 20:15:49
声子是一种准粒子，是晶格振动的一种集体表现形式。声子的数目受温度的影响很大，温度越高声子数目越多，对应的晶格振动越剧烈。金属的准自由电子在运动时会和声子产生散射的效应，阻碍电子的定向移动，这是产生金属电阻的主要原因。在低温下声子的数目较少，对应的电声散射相互作用就越弱，则电阻率就相对较低；在温度较高时，电声相互作用越强，对应电阻率就越大，这就是为什么金属的电阻率随着温度的升高而升高的原因。声子分为光学支声子和声学支声子，光学支声子和光的长波进行耦合会影响材料对于光的透明度。
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4楼2012-06-19 22:26:55
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