物理代写|固体物理代写Solid Physics代考|

如果你也在 怎样代写固体物理Solid Physics KYA322这个学科遇到相关的难题,请随时右上角联系我们的24/7代写客服。固体物理Solid Physics是通过量子力学、晶体学、电磁学和冶金学等方法研究刚性物质或固体。它是凝聚态物理学的最大分支。固体物理学研究固体材料的大尺度特性是如何产生于其原子尺度特性的。因此,固态物理学构成了材料科学的理论基础。它也有直接的应用,例如在晶体管和半导体的技术中。

固体物理Solid Physics是由密密麻麻的原子形成的,这些原子之间有强烈的相互作用。这些相互作用产生了固体的机械(如硬度和弹性)、热、电、磁和光学特性。根据所涉及的材料及其形成的条件,原子可能以有规律的几何模式排列(晶体固体,包括金属和普通水冰)或不规则地排列(非晶体固体,如普通窗玻璃)。

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物理代写|量子力学代写Quantum Mechanics代考|KYA322 Classification of solids

物理代写|固体物理代写SOLID PHYSICS代考|Classification of solids

The first step consists in making a difference between metals and insulators. While the most rigorous definition is only provided by the quantum band theory (see chapter 8), for the present discussion it is sufficient to rely just on phenomenological inputs: metals are good electrical conductors, while insulators are not. Whenever subjected to the action of an external electric field, metals are crossed by a current of charge carriers. This evidence is qualitatively attributed to the fact that valence electrons form a conduction gas of nearly-free charged particles: under the action of an external electric field, the conduction gas is accelerated, giving rise to current phenomena. On the other hand, in an insulator the density of such a gas is so small, that the resulting current density is comparatively negligible. From these considerations we draw a qualitative picture: in a metal system, ions sitting at lattice positions are embedded into a ‘glue’ of valence electrons which form an almost uniform charge distribution.

The case of insulators is definitely more complex, since quite different situations are found. Basically, they are broadly distinguished into four kinds:

  • molecular crystals: solids made of noble elements $\mathrm{Ne}, \mathrm{Ar}, \mathrm{Kr}, \mathrm{Xe}$ belonging to the group VIII A (see appendix A); their electronic structure is characterised by the fact that they completely lack valence electrons, since the configuration of the isolated atoms is only slightly affected in the crystalline state; their binding is due to weak van der Waals or electric dipole forces;
  • ionic crystals: solids made of positive and negative ions, as consequence of electron transfer from cations to anions; their electronic structure is characterised by the fact the valence electron density is very highly localised nearby the cation and anion cores; consequently, they can be roughly treated as a periodic array of impenetrable positively or negatively charged spheres, respectively. Their physical properties are therefore largely dominated by electrostatic interactions; the most common ionic crystals are formed by atoms belonging to the I-VII A (also known as alkali-halides), or II-VI A, and III A-V A groups ${ }^{19}$;
  • covalent crystals: solids where the valence charge is mainly localised along chemical bonds; this configuration is explained by the so called octet rule ${ }^{20}$, according to which elements tend to bond through electron sharing so that each atom reaches the same electronic configuration as a noble gas with eight electrons in the outer shell; covalent solids are made of atoms belonging to the IV A, or II-VI A, and III A-V A groups;
  • hydrogen-bonded crystals: solids formed by electrostatic attraction between a hydrogen atom (working as the positive centre) and a negatively charged ion; since hydrogen is comparatively smaller than any other crystalline ion, it can easily fit into the crystal structure; typical hydrogen-bonded solids are organic ones or ice (solid water).

物理代写|固体物理代写SOLID PHYSICS代考|Cohesive energy

A final question still remains to be answered: how much work $E_{\text {cohesive }}$ is needed to assemble a set of atoms into a crystalline solid? This quantity is defined as the difference in energy between a configuration where atoms lie at infinite distance and a configuration where they form a bound crystal. Let us name $E_{T}^{\text {free atoms }}$ the total energy of $N$ free atoms (possibly of different chemical species) and $E_{T}^{\text {crystal }}$ the energy of their crystalline configuration, then we calculate the cohesive energy per atom as
$$
e_{\text {cohesive }}=\frac{1}{N}\left[E_{T}^{\text {free atoms }}-E_{T}^{\text {crystal }}\right],
$$
while of course $E_{\text {cohesive }}=N e_{\text {cohesive }}$.
The most fundamental approach for calculating the cohesive energy is quantum mechanical [21], as formally shown in equation (1.13) (since $E_{\text {cohesive }}$ does depend on the ground-state energy of the solid). This is the only way to proceed for metals and covalent crystals where valence electrons are totally or partially delocalised. On the other hand, for molecular and ionic crystal it is possible to follow a much simpler, although phenomenological, approach $[10,11,15]$ where a number of simplifications are assumed, in that: atoms are treated classically (we place them at rest exactly in positions corresponding to crystalline lattice sites with no quantum zero-point energy effects included; the valence electron charge distribution is treated by classical electrostatics); the calculation is performed by imposing an arbitrary value of the lattice constant(s); and the temperature is set to zero (no free energy contributions are accounted for). By imposing that the derivative of the cohesive energy with respect to the lattice constant(s) is zero, we obtain their equilibrium values: those ones at which the real crystal is found in stable equilibrium at zero pressure.
In molecular crystals binding is due to the balance between interatomic attractive dipolar interactions (long-ranged and weak) and Pauli repulsion between electron clouds (occurring at short distance and very strong). Usually the resulting pair interaction potential is written in the form known as the 6-12 Lennard-Jones potential [22]

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固体物理代写

物理代写|固体物理代㝍SOLID PHYSICS代考|Classification of solids


第一步在于区分金属和绝缘体。虽然最严格的定义仅由荲子能带理论提供(见第 8 章), 但对于目前的讨 论, 仅依靠现象学输入就足够了:金属是良好的电导体, 而绝缘体则不是。每当受到外部电场的作用时, 电 荷载流子的电流就会穿过金属。这一证据昰性地归因于价电子形成几平自由的带电粒子的传导气体: 在外电 场的作用下, 传导气体被加速, 产生电流现象。另一方面, 在绝缘体中, 这种气体的密度很小, 因此产生的 电流密度相对可以忽略不计。
绝缘体的情况肯定更复杂, 因为发现了完全不同的情况。基本上, 它们大致分为四种:

分7晶体: 由贵重元素制成的固体 Ne, Ar, Kr, Xe属于第 VIII A 组 (见附录 A) ; 它们的电 结构的特点是价电子密度在阳离子和阴离子核心附近非常局部化; 因此, 它们可以粯略地分别 被视为不可穿透的带正电或带负电球体的周期性阵列。 因此, 它们的物理性质主要由静电相贡
作用决定。最常见的离子晶体由属于 I-VII A (也称为砳金属卤化物) 或 II-VI A 和 III AV A 基团的原子形成 19 ;

共价晶体:价电荷主要集中在化学键上的固体;此配置由所谓的么位字节规则解释 20 , 根据这 些元素倾向于通过电子共享键合, 以便每个原子达到与在外壳中有么个电子的惰性气体相同的 电子构型; 共价固体由属于 IV A 或 II-VI A 和 III AV A 基团的原子组成;

氢键晶体: 由氢原子 (作为正中心) 和带负电荷的离子之间的静电引力形成的固体; 由于氢比 任何其他结晶离子都小,它很容易融入晶体结构;典型的氢键固体是有机固体或冰(固体


物理代写|固体物理代写SOLIDPHYSICS代考|Cohesive energy

子位于无限远距离的构型与它们形成束缚晶体的构型之间的能荲差。让我们命名 $E_{T}^{\text {free atoms }}$ 的总能量 $N$ 自 由原子 (可能具有不同的化学种类) 和 $E_{T}^{\text {crystal }}$ 它们的晶体结构的能量, 然后我们计算每个原子的内聚能为
$
e_{\text {cohesive }}=\frac{1}{N}\left[E_{T}^{\text {free atoms }}-E_{T}^{\text {crystal }}\right]
$$
当然 $E_{\text {cohesive }}=N e_{\text {cohesive }}$. 荲)。这是对价电子完全或部分离域的金属和共价晶体进行处理的唯一方法。另一方面, 对于分子和离子晶 体, 可以栾用更简单的方法, 尽管是现象学的方法 $[10,11,15]$ 其中假设了许多简化, 其中: 原子被经典地 处理(㧴们将它们精确地放置在对应于晶格位点的位置, 不包括量子零点能量效应; 价电子电荷分布由经典 静电处理); 通过施加晶格常数的任竟值来执行计算; 并且温度设置为零 (不考虑自由能贡献)。通过强加 内聚能相对于晶㮞常数的导数为零, 我们获得了它们的平衡值: 在零压力下, 真实晶体处于稳定平衡的那些 值。
在分子晶体中,结合是由于原子间有吸引力的偶极相互作用 (远跇离和弱) 和电子云之间的泡利排乓 (发生 在短距离且非常强) 之间的平衡。通常, 产生的对相互作用势的形式被称为 6-12 Lennard-Jones 势 [22]

物理代写|固体物理代写Solid Physics代考

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微观经济学代写

微观经济学是主流经济学的一个分支,研究个人和企业在做出有关稀缺资源分配的决策时的行为以及这些个人和企业之间的相互作用。my-assignmentexpert™ 为您的留学生涯保驾护航 在数学Mathematics作业代写方面已经树立了自己的口碑, 保证靠谱, 高质且原创的数学Mathematics代写服务。我们的专家在图论代写Graph Theory代写方面经验极为丰富,各种图论代写Graph Theory相关的作业也就用不着 说。

线性代数代写

线性代数是数学的一个分支,涉及线性方程,如:线性图,如:以及它们在向量空间和通过矩阵的表示。线性代数是几乎所有数学领域的核心。



博弈论代写

现代博弈论始于约翰-冯-诺伊曼(John von Neumann)提出的两人零和博弈中的混合策略均衡的观点及其证明。冯-诺依曼的原始证明使用了关于连续映射到紧凑凸集的布劳威尔定点定理,这成为博弈论和数学经济学的标准方法。在他的论文之后,1944年,他与奥斯卡-莫根斯特恩(Oskar Morgenstern)共同撰写了《游戏和经济行为理论》一书,该书考虑了几个参与者的合作游戏。这本书的第二版提供了预期效用的公理理论,使数理统计学家和经济学家能够处理不确定性下的决策。



微积分代写

微积分,最初被称为无穷小微积分或 “无穷小的微积分”,是对连续变化的数学研究,就像几何学是对形状的研究,而代数是对算术运算的概括研究一样。

它有两个主要分支,微分和积分;微分涉及瞬时变化率和曲线的斜率,而积分涉及数量的累积,以及曲线下或曲线之间的面积。这两个分支通过微积分的基本定理相互联系,它们利用了无限序列和无限级数收敛到一个明确定义的极限的基本概念 。



计量经济学代写

什么是计量经济学?
计量经济学是统计学和数学模型的定量应用,使用数据来发展理论或测试经济学中的现有假设,并根据历史数据预测未来趋势。它对现实世界的数据进行统计试验,然后将结果与被测试的理论进行比较和对比。

根据你是对测试现有理论感兴趣,还是对利用现有数据在这些观察的基础上提出新的假设感兴趣,计量经济学可以细分为两大类:理论和应用。那些经常从事这种实践的人通常被称为计量经济学家。



MATLAB代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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