BAB 1: STRUKTUR KRISTALSusunan atom-atom periodikTipe dasar kisiSistem indeks untuk bidang kristalStruktur Kristal sederhanaPenggambaran langsung struktur atomStruktur Kristal tidak idealData struktur kristalBAB 2: DIFRAKSI GELOMBANG DAN KISI RESIPROKALGelombang difraksi oleh kristalAmlitudo gelombang tersebarZona brillouinAnalisis fourir dari basis BAB 3: KONSTANTA ELASTIK DAN IKATAN KRISTAL Kristal dari gas inertKristal ionikKristal kovalenLogamIkatan hidrogen Jari jari atomikAnalisa tekanan elatisAturan elastic dan konstanta kekakukan Gelombang elastic di Kristal kubikBAB 4: FONON I. GETARAN-GETARAN KRISTALGetaran-getaran Kristal dengan basi monoatomik Dua atom per primitive basisKuantisasi gelombang elastisMomentum fononSebaran tidak elastic oleh fononBAB 5: FONON II. SIFAT-SIFAT TERMALKapasitas panas fononInteraksi Kristal harmonikKonduktivitas termalBAB 6: ELECTRON BEBAS GAS FERMILevel energi dalam satu dimensiEfek temperature pada distribusi Fermi-diracGas electron bebas dalam tiga dimensi Kapsitas panas pada electron gasKonduktivitas elektrik dan hukum ohmGerakan pada medan magnetikKonduktivitas termal logamBAB 7: PITA ENERGIModel pendekatan electron bebasFungsi blochModel kronig-penneyPersamaan gelombang elektron pada potensial periodik Jumlah orbital pada sebuah pitaBAB 8: KRISTAL-KRISTAL SEMIKONDUKTORCelah pitaPersamaan gerakanKonsentrasi pembawa instrinsikKonduktivitas impuritasEfek termoelektrikSemilogamSuperkisiBAB 9: PERMUKAAN FERMI DAN LOGAMSusuan dari permukaan fermiLintasan elektron, lintasan hole, lintasan terbukaKalkulasi pita energi Metode eksperimen pada kajian permukaan fermiBAB 10: SUPERKONDUKTIVITASPeninjauan pada percobaanPeninjauan secara teoritisSuperkonduktor temperature-tinggiBAB 11: DIAMAGNETISM DAN PARAMAGNETISM. Persamaan langvein diamagnetismeTeori kuantum dari diamagnitsm dari sistem mononuklearparamagnetismTeori kuantum dari paramagnetismPendinginan oleh isentropic demagnetisasiKelemahan konduksi elektron paramagnetikBAB 12: FERROMAGNETISM DAN ANTIFERROMAGNETISME.Orde feromagnetik.Magnons.Neutron Magnetic Hamburan.Orde ferrimagnetik.Orde antiferromagnetik.Domain feromagnetik.Partikel Domain tunggal.BAB 13: RESONANSI MAGNETIK.Resonansi Magnetik.Jalur Lebar.Hyperfine Memisahkan.Nuklir quadrupole Resonansi.Resonansi feromagnetik.Antiferromagnetik Resonansi.Elektron paramagnetik Resonansi.Prinsip Maser Aksi.BAB 14: PLASMON, POLARITONS, DAN POLARONS.Fungsi dielektrik Gas Elektron.Plasmon.Screening elektrostatik.Polaritons.Elektron-elektron Interaksi.Elektron-Phonon Interaksi: polarons.Peierls Ketidakstabilan Linear Logam.BAB 15: PROSES OPTIK DAN EXCITONS.Reflektansi optik.Excitons.Raman Efek di Kristal.Kehilangan energi Partikel Cepat dalam Padat.BAB 16: DIELEKTRIK DAN FERROELECTRICS.Makroskopik Medan Listrik.Bidang Listrik Lokal pada Atom.Konstan Dielektrik dan polarisabilitas.Transisi Fase struktural.Kristal feroelektrik.Transisi Displacive.BAB 17: PERMUKAAN DAN INTERFACE FISIKA.Permukaan Kristalografi.Permukaan Struktur elektronik.Magnetoresistan di Channel Two-Dimensi.p-n Persimpangan.Heterostructures.Semikonduktor Laser.Light-Emitting Dioda.BAB 18: STRUKTUR NANO.Pencitraan Teknik untuk struktur nano.Struktur elektronik dari 1D Sistem.Transportasi listrik di 1D.Struktur elektronik dari 0D Systems.Transportasi listrik di 0D.Properti getaran dan Termal struktur nano.BAB 19: PADATAN BENTUK NON-KRISTALIN.Difraksi Pola.Gelas.Ferromagnets amorf.Semikonduktor amorf.Eksitasi Energi rendah di Amorphous Padat.Fiber Optik.BAB 20: CACAT POINT.Lowongan kisi.Difusi.Pusat warna.BAB 21: DISLOKASI.Geser Kekuatan Kristal Tunggal.Dislokasi.Kekuatan Paduan.Dislokasi dan Crystal Pertumbuhan.Kekerasan Bahan.BAB 22: PADUAN.Pertimbangan umum.Solusi Padat substitusi - Hume-Rotherby Rules.Agar-Disorder Transformasi.Diagram fase.Transisi Logam Paduan.Kondo Efek.

BAB 11. Vektor-vektor x + y + z dan x y + z ada pada arah dari dua benda diagonal dari sebuah kubus. Jika adalah sudut diantara mereka, hasil scalarnya diberikan cos = -1/3, dimana = cos-1 1/3 = 900 + 19028.

2. Bidang (100) adalah normal terhadap sumbu x. itu memotong sumbu a pada 2a dan sumbu c pada 2c : oleh karena itu, indeks sumbu primitive adalah (101). Demikian pula, bidang (001) akan mempunyai indeks (011) ketika disebut sumbu primitive.

3. Titik tengah dari ke empat jarak

Dari setiap 3 titik, seperti yang digambarkan pada bidang basal. Jika titik yang tidak terproyeksikan adalah bagian tengah dari bola padakontakn, maka

1.633

BAB 21. Kristal dengan indeks miller adalah sebuah bidang yang didefinisikan oleh titik.titik a1/h, a2/k, dan a3/. (a) 2 vektor yang terletak pada bidang dapat dianggap sebagai a1/h a2/k dan a1/h a3/. Tapi, setiap vektor-vektor itu memberikan nol sebagai produk scalar dengan , sehingga g harus tegak lurus terhadap bidang . (b) jika n adalah satuan biasa terhadap bidang, jarak interplanar adalah . tapi , dimana d. (c) untuk kisi kubik sederhana , dimana

2. (a) Volume sel =

(b)

dan demikian pula untuk b2, b3

Enam vector pada kisi timbale balik ditunjukkan pada garis padat. Garis putus putus adalah bisector tegak lurus di titik tengah. Segi enam yang digambarkan membentuk zona brillouin pertama.

3. Secara definisi oleh vector kisi resiprokal primitive

4. (a) hal berikut membentuk

(b) bagian pertama nol pada sin terjadi pada . Hal ini benar dengan mempertimbangkan hal berikut

5.

Berdasarkan sebuah kisi fcc, basis dari permata adalah 000; . Maka hal ini menghasilkan

Kita ambil faktor dari struktur kisi, dan basis menjadi

Sekarang S(fcc) = 0 hanya jika semua indeks adalah genap atau semua indeks adalah ganjil. Jika semua indeks adalah genap, faktor struktur dari basis hilang kecuali , dimana n adalah sebuah nilai. Untuk contoh, pada sebuah refleksi (222) kita memiliki S(basis) = 1 + , dan refleksi ini dilarang.

6.

Intergral tidak sulit; diberikan sebagai dwight 860.81. Amati bahwa f = 1 untu G = 0 dan f 1/G4 untuk Ga0 >>1.

7. (a) basis memiliki satu atom A pada keadaan asal dan satu atom B pada . Persamaan tunggal laue mendefinisikan satu set bidang sejajar dalam ruang fourier. Titik potong dengan sebuah bola adalah satu set lingkaran, sehingga sinar yang terdifraksi terbentang membentuk kerucut.(b) S(n) = . Untuk n ganjil, S = ; untuk n genap S = . (c) jika atom-atom berurai identik, seolah-olah vektor translasi primitve adalah a dan keadaan difraksi (integer)BAB 3

1. dengan =2L2. bcc: . Pada kesetimbangan , dan fcc : . Pada kesetimbangan , dan . selanjutnya rasio energi kohesif bcc/fcc = 0.956. sehingga struktur fcc lebih stabil daripada bcc.

3. = (8.60)(6.02 x 1023)(50 x 10-16) = 25.9 x 109 erg/mol= 2.59 kJ/molHal ini akan berkurang secara signifikan dengan koreksi kuantum, sehingga hal ini cukup masuk akal dengan menemukan titik leleh yang sama untuk H2 dan Ne.

4. Kita punya Na Na+ + e 5.14 eV; Na + e Na- + 0.78 eV. Energi madelung pada struktur NaCl, dengan Na- pada tempat Na- dan Na- pada tempat Cl- adalah ,Atau 6.89 eV. R disini diambil sebagai nilai untuk logam Na. Total energi kohesif dari pasangan Na+ Na- pada kristal hipotetis adalah 2.52 eV mengacu pada 2 buah atom Na yang terpisah, atau 1.26 eV per atom. Ini lebih besar dari energi kohesif yang diamati 1.13 eV untuk logam. Kita mengacuhkan energi repulsif dari struktur Na+ Na-, dan ini harus berkurang signifikan dalam kohesi kristal hipotetis.

5. (a) konstanta madelung.Pada kesetimbangan ,Dan

(b) Mengingat dalam kesetimbangan

Untuk satuan panjang , yang mana

6. Untuk KCl, = 0.34 x 10-8 ergs dan = 0.326 x 10-8. Untuk modifikasi membayangkan dari KCl dengan struktur ZnS, z = 4 dan = 1.638. selanjutnya dari persamaan (23) dengan x = kita dapatkan

Dengan percobaan dan eror kita temukan . Struktur sebenarnya dari KCl . Untuk penggambaran struktur energi kohesif adalah Dalam sataun dengan R0 didalam . Unutk struktur KCl sebenarnya , menggunakan data dari tabel 7, kita dapatkan , dengan satuan sama dnegan diatas. Hal ini 0.1% lebih rendah dari hitungan untuk struktur kubik ZnS. Perlu dicatat perbedaan ini sangat kecil.

7. Energi madelung dari Ba-O- adalah per pasangan ion, atau -14.61 x 10-12 erg = -9.12 eV, seperti yang dibandingkan dengan -4(9.12)=-36.48 eV untuk Ba++O++. Untuk membentuk Ba- dan O- dari Ba dan O membutuhkan 5.19 1.5 = 3.7 eV; untuk membentuk Ba++ dan Odibutuhkan 5.19 + 9.96 1.5 + 9.0 = 22.65 eV. Selanjutnya. Nilai spesifik dari R0 dengan ikatan dari Ba+ O- adalah 5.42 eV dan ikatan Ba++Oadalah 13.83 eV; yang terakhir termasuk bentuk stabil.

8. Dari (37) kita dapatkan exx = S11Xx, karena semua komponen tegangan adalah 0. Dengan (51) 3S11 = 2/(C11-C12)+1/(C11+C12).Selanjutnya Y = (C112+C11C12-2C122)/(C11+C12);Lebih lanjut, juga dari (37), eyy = S21Xx,Dimana

9. Untuk fonon longitudinal dengan .,Atau 10. Kita ambil u = -w;v = 0. Pergantian ini terhadap arah [111]. Memotong gelombang dengan pengurangan pada arah ini. Gunakan (57a)

11. Biar, exx = -eyy = 1/2e pada (43). Maka

Sehingga adalah konstanta potongan efektif. 12. (a) Kita tulis ulang kembali element aij = p ij( + p q) sebagai aij = p ij, dimana = + p q, dan ij adalah fungsi delta kronecker. Dengan matriks adalah bentuk standard. Akar dari = Rp diberikan = (R 1)p + q, dan R 1 akar = 0 memberikan = q p.(b) ditetapkan

Sebagai pengganti dari gelmabnag pada arah [111]. Substitusi (57) kita dapatkan persamaan yang diinginkan. Selnjutnya, dengan (a), satu sumber adalah,

Dan dua sumber-sumber lain (patahan gelombang) adalah

13. Aturlah u(r,t) = uoeii(K,r-t) dan serupa juga untuk v dan w. selanjutnya (57a) menjadi dan serupa untuk (57b), (57c). elemen-elemen dari persamaan determinan adalah

Dan juga dengan sebagainya dengan permutasi yang tepat dari sumbu. Jumlah dari 3 akar dari 2 adalah sama dengan jumlah diagonal dari elemen-elemen matriks, yang mana adalah

Minor utama adalah minor sepanjang diagonal. Tiga pertama minor dari bawah adalah C44,C442,C443; selanjutnya satu ukuran dari stabilitas adalah C44>0. Minor selanjutnya adalah C11 C44, atau C11 > 0. Selanjutnya: C443(C112 C122), dimana |C12| 0, sehingga C11 + 2C12 > 0 untuk stabilitas.

BAB 41.(a) energy kinetic adalah jumlah dari energy kinetic individu setiap bentuk . Gaya diantara atom-atom s dan s+1 adalah C(us us+1); energy potensial yang menghubungkan dengan peregangan dari ikatan ini , dan kita jumlahkan seluruh ikatan untuk memperoleh total energy potensial. (b) waktu rata-rata dari adalah Didalam energy potensial kita punya kita samakan dan gunakan rataan nilai dari semua waktu:==Jadi kuadrat dari u{} diatas adalah \Energy potensial per ikatan adalah dan dengan disperse hubungan 2=(2C/M) (1 cos Ka) ini sama dengan . Hanya saja untuk sebuah osilator harmonic, waktu rata-rata potensial energy adalah sama dari waktu rata-rata energy kinetic.2. kita memperluas dalam deret taylor

Substitusikan dalam persamaan gerak (16a) kita dapatkan

Yang mana bagian dari bentuk persamaan gelombang continuum elastic dengan 3. Dari persamaan (20) dievaluasi pada K = kita dapatkan zona batas,

Maka dua kisi dipisahkan dari yang lainnya; setiap pergerakan secara independen. Pada 2 = 2C/M2 gerakan ada didalam kisi yang digambarkan oleh pengganti v, pada 2 = 2C/M1 gerakan kisi u. 4.

Ketika K = ko,

Yang mana dalam umum akan menegecil karena

5. Dengan cara analogi dengan persamaan (18),

dimana

dan

Untuk Ka = 0, 2 = 0 dan 2 (C1 + C2)/MUntuk Ka = , 2 = 2C1/M dan 2C2/M

6. (a) gaya coulomb ion bebas pada jarak r dari pusat sebuah bola statis atau pejal dengan konduksi elekron adalah e2 n(r)/r2, dimana banyaknya elektron didalam bola dengan jari-jari r adalah (3/4 R3) (4r3/3). Selanjutnya gayanya adalah e2 r/R2, dan gaya konstan adalah e2/R3. Frekuensi osilasi D adalah (gaya konstan/massa)1/2, atau (e2/MR3)1/2. (b) untuk sodium dan cm; selanjutnya (c) fonon maksimum vector gelombang, didefinisikan kecepatan dengan , secara umum bergantung pada arahnya.

7. Hasil dari (a) adalah gaya dari sebuah dipole ep up pada sebuah dipole e0 u0 pada sebuah jarak pa. persamaan (16a) menjadi . Pada daerah perbatasan jika

Atau jika penjumlahannya adalah 2(1 + 3 - 3 + 5 - 3 + ) = 2.104 dan ini, dengan sifat-sifat dari fungsi zeta, juga 7(3)/4. Tanda kuadrat kecepatan dari suara pada batasan Ka