270 物理学之固体物理学（1/2）

固体物理学，是研究固体物质的物理性质、微观结构、构成物质的各种粒子的运动形态，及其相互关系的科学，它是物理学中内容极丰富、应用极广泛的分支学科，固体物理对于技术的发展有很多重要的应用，晶体管发明以后，集成电路技术迅速发展，电子学技术、计算技术以至整个信息产业也随之迅速发展。其经济影响和社会影响是革命性的。

研究历史?

早在18世纪r.j.阿维对晶体外部的几何规则性就有一定的认识，后来a.布喇菲在1850年导出14种点阵。e.c.费奥多罗夫在1890年和a.m.熊夫利在1891年以及w.巴洛在1895年各自建立了晶体对称性的群理论。这为固体的理论发展找到基本的数学影响深远。1912年劳厄等发现x射线通过晶体的衍射现象，证实了晶体内部原子周期性排列的结构。加上后来布喇格父子1913年的工作，建立了晶体结构分析的基础。对于磁有序结构的晶体，增加了自旋磁矩有序排列的对称性，直到50年代Α.Β.舒布尼科夫才建立了磁有序晶体的对称群理论。

第二次世界大战后发展的中子衍射技术，是磁性晶体结构分析的重要手段。70年代出现了高分辨电子显微镜点阵成像技术，在致力于晶体结构的观察方面有所进步。60年代起人们开始研究在超高真空条件下晶体解理后表面的原子结构。20年代末发现的低能电子衍射技术在60年代经过改善成为研究晶体表面的有力工具。近年来发展的扫描隧道显微镜，可以相当高的分辨率探测表面的原子结构。

主要特点

在固体中，粒子之间种种各具特点的耦合方式，导致粒子具有特定的集体运动形式和个体运动形式，造成不同的固体有千差万别的物理性质。w.r.哈密顿在1839年讨论了排成阵列的质点系的微振动，人们称此模式为电磁耦合场振荡。相应的能量量子称为极化激元。在很低的温度，由于热扰动强度降低，在某些固体中出现宏观量子现象。某些半导体中的电子－空穴液滴，以及若干二维体系中的分数量子霍耳效应等都是宏观的量子现象。

通过巡游电子耦合趋于平行排列。产生铁磁性。居里温度很低的弱铁磁体，其中没有局域磁矩，它的铁磁性同自旋密度的起伏有关。过渡金属的铁磁性是一个困难又复杂的多体问题，还没有比较满意的理论处理。

相变在固体物理学中相变占有重要地位，它涉及熔化、凝聚、凝固、晶体生长、蒸发、相平衡、相变动力学、临界现象等，某些固体其特征物性沿一定方向周期变化，此周期与点阵的周期可能通约或不可通约，分别形成有公度相和无公度相。

晶体缺陷