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固体的能带20世纪20年代，量子力学的建立极大地推动了固体物理学的发展。30年代，固体能带理论取得了巨大成功，奠定了半导体物理学基础，最终导致了1947年晶体管的诞生，拉开了集成电路出现的序幕，引导了20世纪一场规模空前的微电子技术革命。固体是由大量原子或分子凝聚成的具有一定形状的体系。按原子排列的对称性可以将固体分为三类：晶体、非晶和准晶。
1晶体中的原子是有规律周期性排列的，而非晶体中的原子排列是无序的，准晶介于晶体和非晶体之间。由于晶体结构的有序性，导致了晶体的一些物理性质如弹性模量、折射率、介电常数、磁导率、热膨胀系数等各|向异性。这些无法用经典理论解释，必须用量子理论才能说明。这里的固体主要指晶体。
2一、固体中的结合力与化学键自由原子凝聚成固体时，邻近原子间外层电子将发生各种变化，产生不同类型的结合力，由此可分为五种化学键。1、离子键产生于正负电荷之间的静电引力。如NaCl等碱金属和卤族元素构成的化合物晶体。2、共价键邻近电子共有电子形成稳定的惰性气体壳层。
33、金属键外层电子脱离原来原子，为晶体共有，在晶体内运动。金属阳离子占据点阵。阳离子与电子气间静电力构成金属键。4、范德瓦尔斯键邻近中性原子或分子间有一微弱的净余引力即范氏键（分子键）。低|温下Ne、Ar、Kr、Xe晶体，大部分有机化合物晶体及CO2，SO2、HCl、H2、N2、O2、Br2都属于该键
45、氢键一个氢原子受电负性很强的两个原子（特别是F、O、N等）的较强吸引，在两个原子间形成氢键。二、固体分类一般两类：晶体、非晶体。还有准晶。晶体：长程有序，具有一定熔点。如金属、岩盐等。非晶体：非长程有序，无固定熔点，也叫过冷液体。如白蜡、玻璃、橡胶等。非准晶：介于前两者之间
5三、晶体的一般特征与晶体结构描述（1）规则外形常见晶体往往是凸多面体，称为单晶体。规则外形反映内部分子（原子）排列有序。因生长条件不同，同|一晶体外形不同，如NaCl：立方体八面体立方体、八面体混合（一）晶体的特征
6（2）解理性沿某方位的晶面发生劈裂。这种晶面称为解理面。显露在晶体外表面的一般是解理面。（3）各向异性沿各个方向的物理性质不同，如折射率、热导率等。（二）、空间点阵与晶体结构如何描述晶体的内部结构？几个名词：晶体结构——晶体中原子（分子、离子）的规则排列方式。
7点阵——认为晶体结构是一些相同的点子在空间周期性的无限分布。点子的整体称为点阵。结点——点阵中点子代表结构相同的位置，称为结点。结点可以是原子、或数种原子构成的结构单元（基元）所以，晶体可以视为|基元沿空间三个不同方向，按一定的距离做周期性平移构成。任何两基元中相应的原子团周围情况相同。晶格——点阵的空间网格。通过结点可以作许多平行直线簇和平行晶面簇，点阵就成为了网格。
8点阵的整体称为布喇菲点阵或布喇菲格子。（三）、晶格周期性基矢1、一维布喇菲格子一种原子沿一个方向组成间距为a的无限周期性点列2134567原胞（一维）
92、一维复式格子两种原子（或以上）组成的一维无限周期性点列AB原胞（两个原子以上）3、二维、三维格子固体物理原胞（简称原胞）——晶体中最小重复单元（只含一个原子）。平行六面体。——基矢
10结晶学原胞（简|称晶胞）——反映晶格几何特征的最小几何单元（可含多个原子）简立方体心立方面心立方密排六方晶体可以视为固体物理原胞或结晶学原胞周期性平移构成。
11结晶学原胞固体物理原胞
12（四）、晶向晶面如何表达晶向、晶面方位及结点位置？1、结点位置2、晶列晶向晶列—任意两结点连成的直线（含无限多结点）晶向—一簇晶列的共同取向
133、晶面晶面—通过任意三结点的平面晶面簇—与某一晶面平行的一组晶面（无限多平行晶面）（五）、单晶多晶单晶—有规则形状，由许多晶胞密排构成。特点：各向异性。多晶—许多小单晶彼此无规则取向排列构成，特点：各向同性（如金属）
14|（六）、几种常见的晶体结构（自学）1、NaCl结构（典型离子晶体）ClNaNa+,Cl-分别为面心立方，沿对角线方向相对位移1/2对角线长度套构而成（面心复式格子）2、CsCl（氯化铯）结构（典型离子晶体）ClCsCs+,Cl-分别为简单立方，沿对角线方向相对位移1/2对角线长度套构而成（简立方复式格子）。
153、金刚石结构（共价键原子晶体）同种C原子构成的两个面心立方格子，沿对角线相对位移1/4套构而成（面心复式格子）。半导体Ge、Si也是该结构。其中，每个C原子4个键连4个C原子构成正四面体(一个C在四面体中心，另四个在顶角）|4、闪锌矿结构类似金刚石，两个面心格子的分别C换成Zn和S5、钙钛矿结构
16钙钛矿结构重要特点：氧八面体。两大典型结构：八面体、四面体（金刚石）
176、萤石结构（CaF2）结构一个结晶学原胞含4个Ca离子，8个F离子。三个面心立方套构而成。CaF7、尖晶石结构两个面心3价2价A于四面体间隙B于八面体间隙
18正尖晶石：A2+B23+O42-反尖晶石：B2+（A2+B3+）O42-A位由B3+占据，B位一半由A2+占据每个原胞含AB2O4个分子，32个O，24个金属离子。每个晶胞右分为8个立方体。每个立方体中有4个O离子。氧离子较大，|金属离子较小，氧离子作密堆积，金属离子在氧离子间隙中。间隙两种：八面体和四面体。八面体间隙称为B位，四面体间隙称为A位。
19四、倒格子（倒易点阵）*（一）、引入倒格子意义正格子组成的空间是位置空间或坐标空间倒格子是晶格在状态空间的化身，也称波矢空间（或动量空间）。波矢常用来描述运动状态（如电子在晶格中运动状态或晶格振动状态），也称K空间。x-ray衍射图谱，一定程度上是晶格结构在状态空间的化身。讨论衍射十分重要。衍射图样与倒空间对应，倒空间与正空间有关系，从而推知晶体结构。
20自原点O引晶面簇ABC，法线ON，截取OP=使d—晶面|间距。以OP为该方向周期，平移P点，得一新点阵。该新格子为原晶格的倒格子。原晶格称为正格子。（三）、倒格子基矢正格子坐标面对应三个晶面簇，间距分别为（二）、倒格子定义
21正格子
