作者rooket (rooket)
看板Physics
標題[請益] 關於物質的電荷密度與 Fermi surface的關係~
時間Sun Sep 23 00:05:37 2007
在Kittel 的固態物理 Free electron fermi gas 這一章節中
利用 Free electron 的 3D 薛丁格方程式 導出 Kf與 electron density的關係式
只要知道物質的電荷密度就可推出 Fermi surface
但他的推導過程是假設物質是個立方體
所以在 k-space的volumn element= (2pi/L)^3= 8*pi^3 / V
把 Fermi surface的體積除以volumn element會等於全部的電子數 N/2
把V移向一下 湊成 N/V就是物質的電荷密度
我的疑問在於: 如果現在物質改成長方體 有一邊的厚度與另外兩邊不同
我認為這個式子依舊成立嗎?? 我認為是成立的 不知道是否正確??
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另外一個問題是 再解這個系統時 邊界條件是用 波函數的週期性
P(X+L)=P(X) P是波函數 L是物質X方向的長度
解出的 wave-vector= 2*pi*n/L n是從負無窮到正無窮的整數
但用另一個邊界條件來解 P(0)=P(L)=0 解出的sin函數
他的wave-factor=pi*n/L n是正整數
用這兩個條件算出來的bound state energy 後者能帶竟然和前者不吻合.......
E正比於k^2 而後者的能階會比前者更密集 因為解出來的k不同
但所得到的KF與電荷密度的關係式卻又相同.....
這是一直困惑我的地方 是因為前者邊界條件只是個近似嗎?
只適用於 L>>0的情形 或是有其他的原因呢?? 各位能否給我個解答
謝謝大家耐心的看完這篇文章~~
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