知识点

##
#### 1.2D扩散模型(2D diffusion models)
>2D扩散模型是一种数学模型，用于描述在二维空间中的物质或信息的扩散过程。在这种模型中，物质或信息以某种规律从高浓度区域向低浓度区域扩散。通过使用2D扩散模型，我们可以模拟神经元之间的信息传递和扩散过程。
## A
#### 1.Aurivillius structure family
>Aurivillius结构家族是指一类具有类钙钛矿结构的层状化合物。这些化合物以瑞典化学家Johan Arvid Aurivillius命名，他在20世纪40年代初首次发现了这些化合物。
结构特点是交替排列的类钙钛矿块和氧化铋层。这些化合物的一般化学式为(Bi2O2)2+(An-1BnO3n+1)2-，其中An-1BnO3n+1代表类钙钛矿块，n是每个块中类钙钛矿层的数量。
这些材料因其独特的电学、磁学和光学性质而受到广泛关注，适用于电子器件、传感器和能量存储系统等应用领域。

>**钙钛矿材料的光伏特性好而Aurivillius结构材料的光伏特性相对较少关注**，主要是由于以下几个原因：
①光吸收范围：钙钛矿材料具有宽广的光吸收范围，能够吸收可见光和近红外光谱范围内的光线。这使得钙钛矿材料能够高效地转换光能为电能。相比之下，Aurivillius结构材料的光吸收范围相对较窄，限制了其光电转换效率。
②电子迁移率：钙钛矿材料具有较高的电子迁移率，可有效地传导电子和孔电荷。这有助于减少电子和孔电荷的复合，提高光电转换效率。然而，Aurivillius结构材料通常具有较低的电子迁移率，限制了其光电转换性能。
③缺陷和稳定性：钙钛矿材料在制备过程中容易引入缺陷，但这些缺陷在一定程度上可以通过工艺和材料优化来改善。此外，钙钛矿材料的稳定性问题也得到了广泛研究和解决。相比之下，Aurivillius结构材料的缺陷控制和稳定性方面的研究相对较少，这也限制了其在光伏领域的应用。

## B
#### 1.布拉菲格子
> 格点组成的点阵
#### 2.布里渊区
>倒格矢空间被倒格矢Kn的垂直平分面分割成的区域
#### 3.本征半导体
>无杂质和缺陷，仅存在本征激发
#### 4.本征激发
>价带电子激发到导带
#### 5.半金属（semimetal/half-metal）
>半金属（semimetal）是指价带和导带之间相隔很窄的材料。由于导带和价带之间的间隔十分小，使得费米能级附近电子的态密度接近于零。
半金属（half-metal）是指对于自旋为某一方向的电子表现为导体，但是对于自旋为另一方向的电子表现为半导体或绝缘体的材料。所有半金属都是铁磁性或亚铁磁性的，但是大多数铁磁性或亚铁磁性的材料都不是半金属。许多已知的半金属都属于氧化物、硫化物或赫斯勒合金。
## C
#### 1.CB
>费米能级以上的称为导带(conduction band，CB）
#### 2.CBM
>导带能量最低的地方称为导带底(CBM，conduction band minimum)
## D
#### 1.DMI
>Dzyaloshinskii-Moriya Interaction
#### 2.对称轴
>在旋转一周的过程中，晶体能复原几次，就称为几次对称轴
#### 3.倒反
>取晶体中心o点为原点，点（x,y,z)变成（-x,-y,-z)后，与自身重合的操作，又称为中心反映
#### 4.第一布里渊区
>被倒格矢的垂直平分面包围的，包含原点的最小区域
#### 5.第二布里渊区
>原点出发只跨过一个垂直平分面
#### 6.第n布里渊区
>原点出发跨过（n-1)个垂直平分面
#### 7.电化学带隙(Electrochemical Band Gap)
>电化学带隙指的是电极表面化学反应中最高占据态电位和最低未占据态电位之间的能量差。换句话说，它是电化学反应中电子在电极表面传递的最小能量。电化学带隙通常由电位扫描等技术测量获得，并且与电极表面的化学反应有关。电化学带隙是表征电极材料电化学性能的重要参数，它可以影响电化学反应的动力学过程。
#### 8.电子屏蔽 （electronic screening）
>在考虑某个电子时，可以把其他电子对其排斥作用看作削弱了原子核对它的吸引作用，这种由于其他电子的排斥而使原子核对某个电子吸引作用的减弱就称为屏蔽效应。不难理解，被屏蔽电子在s、p、d、f四个亚层的时候（四个亚层主量子数相同，即同在一个电子层），受到的屏蔽效应依次增强。同理，外层电子会同时受到内层所有电子的排斥作用，因此主量子数低的屏蔽作用小，能量低；主量子数高的屏蔽作用大，能量高。
在分子中，电负性大的原子得到部分电子、电子对核的屏蔽增强，使得电负性降低，能级升高，电负性小的原子失去部分电子、屏蔽减弱，使得电负性升高，能级降低，从而达到电负性均恒、能级均恒，不再有电子流动。
#### 9.单次前馈传递(single feed-forward pass)
>单次前馈传递是指通过神经网络传递输入数据以获得输出的过程，无需任何反向传播或训练。它是神经网络在推理或预测时的基本操作。
在前馈过程中，输入数据通过网络的各层传播，从输入层开始，通过隐藏层，最后到达输出层。每一层将一组权重和偏差应用于输入数据，执行数学操作(如矩阵乘法和激活函数)，并将输出传递给下一层。
前馈传递被称为“单”，因为它只涉及前向传播，而不基于输出进行任何反馈或权重调整。当我们想使用经过训练的神经网络对新的输入数据进行预测时，可以使用它。
#### 10.电子声子相互作用（electron-phonon interaction)
>电子声子相互作用是指电子和声子之间的相互作用。在固体材料中，声子是晶格振动的量子化形式，而电子是带电粒子。电子声子相互作用可以导致一系列的现象，如声子散射、电子能级的变化以及热导率的变化等。
#### 11.电声耦合（electron-phonon coupling）
>电声耦合是指电子和声波之间的相互作用。在固体材料中，电子可以通过与晶格中的振动产生相互作用，从而导致声波的产生或传播。这种相互作用可以导致一些有趣的现象，如声子散射和声子传导的调制。
虽然电声耦合和电子声子相互作用都涉及到电子和声子之间的相互作用，但它们强调的方面和物理机制略有不同。电声耦合更关注电子与声波之间的相互转换和调制，而电子声子相互作用更关注电子与声子之间的相互影响和耦合效应。

## E
#### 1.俄歇电子
>俄歇电子能谱的原理涉及到三个原子轨道上两个电子的跃迁过程。当具有足够能量的粒子（光子、电子或离子）与一个原子碰撞时，原子内层轨道上的电子被激发出后，在原子的内层轨道上产生一个空穴，形成了激发态正离子。激发态正离子是不稳定的，必须通过退激发而回到稳定态。在退激发过程中，外层轨道的电子可以向该空穴跃迁并释放出能量，并激发同一轨道层或更外层轨道的电子使之电离而逃离样品表面，这种出射电子就是俄歇电子。
![](/media/202211/2022-11-04_101201_383739.png)
## F
#### 1.反常霍尔效应
>the anomalous Hall effect
#### 2.复式格子
>基元包含两个或两个以上的原子，形成的晶格
#### 3.反映
>通过晶体做一平面，使晶体的各对应点面对称后，晶体又与自身重合的操作，又叫镜面对称、镜面反映
#### 4.非平衡载流子
>当对半导体施加外界作用（光照，电场等），热平衡状态破坏，额外产生的载流子
#### 5.傅里叶级数
>[B站教程](https://www.bilibili.com/video/BV1Et411R78v/?spm_id_from=333.880.my_history.page.click "B站教程")
#### 6.辐射结合（radiative recombination）
>辐射结合是指电子从一个高能级跃迁到一个低能级时，释放出光子（电磁辐射）的过程。这种跃迁会导致能级间的能量差被转化为光的形式，例如可见光或其他电磁波段的辐射。辐射结合是一种发光的过程，常见于荧光、磷光、激光等现象中。
辐射结合在光学性能方面的影响是显著的。当电子从高能级跃迁到低能级时，辐射结合会导致光子的发射，从而产生光谱特征。这些光子的能量和频率与电子跃迁的能级差相关，因此辐射结合可以影响材料的吸收、发射、散射等光学性质。例如，在荧光材料中，辐射结合导致电子从激发态跃迁到基态并发射出特定波长的荧光光子。
#### 7.非辐射结合（nonradiative recombination）
>非辐射结合是指电子从一个高能级跃迁到一个低能级时，能量不以光子的形式释放出来，而是以其他形式转移，例如热能、振动能等。这种跃迁不会引起光的发射，因此没有辐射。非辐射结合的过程包括内禀非辐射跃迁（如振动弛豫、自旋翻转等）和外部非辐射跃迁（如能级间的电子转移、电子与晶格的相互作用等）。
非辐射结合对材料的电学性能和光学性能也有影响，但更多是通过能级间的能量转移和损耗来实现。非辐射结合可能导致电子和晶格振动之间的相互作用，从而影响材料的导电性、热导性和光学吸收等性质。例如，在半导体材料中，非辐射结合可以导致载流子的散射和复合，影响材料的电导率和光电性能。

## G
#### 1.格点
>在晶体中，将原子中心或原子集团的重心抽象为规则排列的几何点，称为格点
#### 2.光电导
>当半导体材料受光照时，由于对光子的吸收引起载流子浓度的变化，导致材料电导率的变化，这种现象称为光电导效应。当光子能量大于材料禁带宽度时，将价带中的电子激发到导带，在价带中留下自由空穴，从而引起材料电导率的变化，称为本征光电导效应；杂质半导体中，被束缚在杂质能级上未被激发的载流子吸收光子能量后，使电子从施主能级跃迁到导带或从价带跃迁到受主能级，产生光生自由电子或空穴，从而引起材料电导率的变化，则称为杂质光电导效应。
#### 3.光子晶体（Photonic crystals）
>光子晶体是一种介电常数（或者说折射率）成空间周期性变化的材料，周期在光波长范围内，在半导体材料中原子排列的晶格结构产生的周期性电势场影响着在其中运动的电子的性质，使其形成能带结构。由于介电常数的周期性调制，电磁波在光子晶体中的传播可以用类似于电子在半导体中运动的能带结构来描述。具体表现为：一定频率的光波在光子晶体的特定方向上被散射，不能透过，形成光子禁带（Photonic band gap）。 频率落在光子禁带中的光波在一定方向上无法传播。 我们把这种具有光子禁带的周期性介电材料叫做光子晶体（Photonic crystals）或光子带隙材料 （Photonic bandgap materials）。
#### 4.谷（valley）
>导带和夹带的极值，称之为谷
#### 5.光学带隙(Optical Band Gap)
>光学带隙是指固体材料中电子最高占据态和最低未占据态之间的能量差。它也常常被称为材料本征带隙(Eg)，是用来描述材料能够吸收光子并发生电子跃迁的最小能量。光学带隙是表征材料电子结构的关键参数，它决定了材料的光学性质和能带结构。

## H
## I
## J
#### 1.晶格
>晶体中原子排列的具体形式称为晶体格子，简称晶格
#### 2.基元
>格点所代表的原子或原子团
#### 3.晶胞
>既考虑了晶格的周期性，又考虑了晶体的对称性选取的重复单元
#### 4.晶轴
>基矢的对称轴
#### 5.晶格常数
>晶轴上布拉菲格子相邻格点的距离
#### 6.简单格子
>晶体由一种原子组成，且基元中只含1个原子的晶格
#### 7.晶系
>按照点群对晶胞的要求，晶体结构被分为七大晶系，包括三斜、单斜、正交、六方、三方、四方、立方
#### 8.晶列
>布拉菲格子中，所有格点可以看成分列在一系列相互平行的直线上，这些直线称为晶列
#### 9.晶向
>晶列的方向
#### 10.晶面
>在布拉菲格子中，所有格点可以看成分列在一系列相互平行的平面上，这些平面称为晶面
#### 11.晶面指数
>用以描述晶面方向，通常采用密勒指数（Miller Index)来标定，以晶面在三个晶轴上的截距倒数表示（h k l)
#### 12.晶面族
>{h k l},原子的排列状况完全相同，只是空间位置不同的所有晶面
#### 13.接触电势差
>PN结中p区和n区的电势差
#### 14.激子结合能/激子束缚能（exciton binding energy）
>首先，激子是什么。电子从价带激发到带隙中，在价带中留下一个空穴。电子与空穴通过库伦相互作用结合在一起形成激子准粒子（如图）。激子结合能如图中Eb，简单来说就是激子解离，形成自由的电子和空穴所需要的能量。激子复合就是指电子与空穴的复合。当结合能越小时，电子与空穴之间的能量差越大，直接复合的几率就越小，这个时候更有可能解离形成自由电子。或者借助缺陷等其他复合过程。
![](/media/202211/2022-11-02_103641_956837.png)
#### 15.极化子（polaron）
>极化子为极性晶体和离子晶体中导带的电子和与其结伴而行的晶格畸变的复合体，在材料的原子晶格中短暂地扭曲，这些畸变在移动的电子周围以几万亿分之一秒的速度形成，然后迅速消失。它们虽然短暂，但它们影响材料的行为，甚至可能是用铅钙钛矿制成的太阳能电池在实验室中获得极高效率的原因
#### 16.居里温度（Curie temperature，Tc）
>居里点（Curie point）又作居里温度（Curie temperature，Tc）或磁性转变点。是指磁性材料中自发磁化强度降到零时的温度，是铁磁性或亚铁磁性物质转变成顺磁性物质的临界点。低于居里点温度时该物质成为铁磁体，此时和材料有关的磁场很难改变。当温度高于居里点时，该物质成为顺磁体，磁体的磁场很容易随周围磁场的改变而改变。这时的磁敏感度约为10-6。居里点由物质的化学成分和晶体结构决定。

## K
#### 1.空间点阵
>格点的总体（点阵），点阵＋基元=晶格
#### 2.亏格(genus)
>亏格 g 就是曲面（多面体中）上洞眼的个数（如球的g=0,环的g=1)
对于多面体来说，根据欧拉定理，v-e+f=2-2g，（v-顶点属，e-棱数，f-面数）

## L
#### 1.量子相变（quantum phase transition）
>量子相变这种提法本身时间并不太长，但是就其包含的范围来看，人们很早就开始研究量子相变。按照现代的说法，量子相变是研究那些由于量子涨落而非热力学因素引起的相变。一开始人们认为可能在类似于掺杂这样的实验上，应该对应类似的转变，例如高温超导中反铁磁的母相通过掺杂变成超导相。当然除此之外，其它一些手段，只要是非热力学的，引起了物质属性的变化，都可以看做量子相变。
#### 2.量子相干时间（quantum coherence time）
>量子相干时间是指在一个量子系统中，相干性质持续存在的时间长度。相干性是指量子态的叠加态在演化过程中保持干涉和相位关系的性质。在相干状态下，量子系统的不同态之间存在干涉效应，使得量子态的性质可以同时表现出多个可能性。
量子相干时间是一个重要的概念，它描述了一个量子系统中相干性的保持时间。在相干时间内，量子系统的态可以保持在一个叠加态中，而不会发生退相干或混合。然而，随着时间的推移，量子系统与其周围环境的相互作用会导致相干性逐渐减弱，最终退相干。相干时间可以视为一个度量量子系统的相干性强度和稳定性的指标。
量子相干时间的长短对于许多量子技术和应用非常重要。例如，在量子计算和量子通信中，相干时间决定了量子比特的稳定性和信息传递的可靠性。在量子纠缠和量子干涉实验中，相干时间决定了干涉效应的观察窗口和干涉峰的宽度。因此，研究和延长量子相干时间是量子科学和技术领域的一个重要课题。
量子相干时间和非辐射复合之间的关系在量子光学和量子材料中具有重要意义。非辐射复合过程可以导致量子系统的相干性逐渐减弱和退相干，缩短量子相干时间。相反，较长的量子相干时间可以减少非辐射复合的影响，使得能量能够更长时间地保持在量子系统中，从而增强能量传输和光学性能。

## M
#### 1.密堆积
>将大小相同的原子看成硬球堆积，孔隙最小的堆积方式，包括六方密堆积（ABAB……）和立方密堆积（ABCABC……）
## N
#### 1.n型半导体
>主要依靠导带电子导电的半导体
## O
## P
#### 1.perovskite
>钙钛矿
#### 2.彭罗斯效应
>penrose effect
#### 3.配位数
>晶体中粒子周围最近邻的粒子个数
#### 4.P型半导体
>主要依靠价带空穴导电
## Q
#### 1.quantum transport
>量子输运，电子从一侧的电极（所谓source）流出，经过量子点进入另一侧电极（drain），这就是整个输运的过程。在这个过程中，电子的运动趋势来自于两电极间的化学势差，而电子的聚集决定了电压。
## R
## S
#### 1.施主能级
>施主束缚电子的能量，为孤立能级，能量不连续，更靠近导带底
#### 2.施主电离
>施主能级上的电子吸收能量后发生电离，摆脱了原子的束缚
#### 3.受主能级
>受主束缚空穴的能量，为孤立能级，更靠近价带顶
#### 4.受主电离
>受主能级上的空穴吸收了能量后，发生电离，摆脱原子束缚
#### 5.瞬态吸收光谱
>采用泵浦-探测技术，指的是利用光泵脉冲将样品激发到激发态，随后用探针脉冲监测回到基态的弛豫过程的这样一种技术。如图一所示，在该技术中，需要使用两个具有时间延迟的飞秒脉冲，其中能量较高、时间较前的作为泵浦光（pump），能量较低、时间延后的作为探测光（probe），分别对样品分别进行激发和探测。对于泵浦探针技术而言，时间分辨率本质上是由激光的脉冲宽度决定的，其带宽在几百千兆赫兹到太赫兹之间，目前，实现的最短脉宽小于10飞秒。
![](/media/202211/2022-11-02_113930_692793.png)
[具体原理和过程](https://zhuanlan.zhihu.com/p/148701199 "原理和过程")
#### 6.色散
>材料的折射率随入射光频率的改变而改变的性质，称为“色散”。光的色散分为正常色散和反常色散。随着光频率升高介质折射率增大的色散称为正常色散，反之随着频率的降低介质折射率减小的现象称为反常色散。
#### 7.色散关系
>色散关系实际上就是能量-动量之间的函数关系。
#### 8.神经辐射场(neural radiance field)
>神经辐射场是指神经元在空间中的分布情况。优化神经辐射场可以帮助我们理解神经网络在不同层次和区域之间的连接方式，以及神经元之间的相互作用。通过优化神经辐射场，我们可以更好地理解神经网络的结构和功能，并优化神经网络的性能。
## T
#### 1.拓扑
>拓扑是研究几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的一些性质的一个学科。它只考虑物体间的位置关系而不考虑它们的形状和大小。
#### 2.TPT拓扑量子材料
>[拓扑量子材料简介](http://pan.liuyaoze.com/s/EXhx "拓扑量子材料简介")
#### 3.同胚
>在拓扑学中，同胚(homeomorphism、topological isomorphism、bi continuous function)是两个拓扑空间之间的双连续函数。同胚是拓扑空间范畴中的同构；也就是说，它们是保持给定空间的所有拓扑性质的映射。如果两个空间之间存在同胚，那么这两个空间就称为同胚的，从拓扑学的观点来看，两个空间是相同的。
大致地说，拓扑空间是一个几何物体，同胚就是把物体连续延展和弯曲，使其成为一个新的物体。因此，正方形和圆是同胚的，但球面和环面就不是。有一个笑话是说，拓扑学家不能区分咖啡杯和甜甜圈，这是因为一个足够柔软的甜甜圈可以捏成咖啡杯的形状。
#### 4.太赫兹4.太赫兹
>太赫兹（Terahertz，简称THz，1 THz=10^12 Hz）波是指频率范围在0.1-10 THz，相应的波长在3 mm-30 μm，介于毫米波和红外光学之间的电磁波谱区域。

## U
## V
#### 1.VB
>费米能级以下的称为价带(valence band)
#### 2.VBM
>价带能量最高的地方称为价带顶(valance band maximum）

## W
#### 1.威格纳-赛兹原胞
>既反应晶格对称性，又是体积最小的重复单元，又叫W-S原胞
## X
#### 1.旋转
>Cn,将晶体绕某一轴旋转2Π/n后，能与自身重合的的操作
#### 2.像转
>旋转＋反映的复合操作

## Y
#### 1.原胞
>体积最小的周期性平行六面体，称为固体物理学原胞
#### 2.原胞的基矢
>晶体可以看作是由格点沿空间三个不同方向，各自按一定长度周期性地平移而构成的，这三个平移矢量称为原胞的基矢，用a1,a2,a3(带箭头矢量)表示
## Z
#### 1.杂质的补偿作用
>半导体（或半导体某一部分）施主和受主杂质同时存在，具有相互抵消的作用
#### 2.准粒子（quasi particle）
>根据粒子物理学的标准模型，17种基本粒子组成了我们所在世界的一切物质。那么什么是准粒子（quasiparticle）呢？准粒子也是一种粒子，不过准粒子不属于基本粒子，而是从大量基本粒子的复杂相互作用中产生，表现得像是一个粒子一样。物理学家可以将由大量粒子组成的固体、液体或等离子体，置于极端的温度和压强下，然后将整个系统描述为一些类似粒子的实体，也就是准粒子。准粒子可以相当稳定，并和基本粒子一样，具有诸如质量、电荷等固有性质。准粒子不是基本粒子，而是从大量基本粒子的复杂相互作用中产生。 来自网络固体中一种常见的准粒子是声子（phonon）。在晶体中，原子规则排布形成三维晶格结构，它们彼此之间像是由弹簧连接起来一样，会发生集体振荡，携带着热量和声音在材料中传播。声子就是这种振荡模式对应的准粒子。在固体材料中，电子决定材料的导电性，声子则决定声音在材料中传播的速度。
#### 3.自旋轨道耦合（spin–orbit coupling (SOC) ）
>自旋轨道耦合是一种涉及自旋和轨道运动相互作用的现象。在量子力学中，自旋和轨道是微观粒子的两个特征，它们分别描述了粒子的自旋磁矩和轨道磁矩。
自旋轨道耦合是由于电子在原子核附近的电场和磁场中运动所导致的。当电子围绕原子核轨道运动时，其运动和自旋磁矩相互作用，导致自旋和轨道之间的能量耦合。这种耦合的强度取决于原子核的电场分布以及电子的运动速度和自旋磁矩。
自旋轨道耦合在原子、分子以及固体中都会产生一些重要的效应。其中最著名的就是造成零自旋和非零自旋的电子态能级分裂。这种能级分裂在原子光谱中被观察到，并且在磁性材料、自旋电子学和量子计算等领域具有重要的应用。
**元素越重，自旋轨道耦合现象通常会越严重**。这是因为自旋轨道耦合的大小与电子的自旋和轨道角动量的乘积成正比。而对于重元素，电子的轨道角动量通常较大，因为它们的电子云分布在离原子核较远的能级上。同时，原子核的正电荷也会对电子的运动产生更强的电场效应，从而增强了自旋轨道耦合的强度。
根据泡利不相容原理，每个轨道最多只能容纳两个电子，它们具有相反的自旋方向。当轨道填充满时，这意味着轨道中的所有电子都是成对存在的，并且它们的自旋方向完全抵消，因此自旋轨道耦合效应相对较弱。这是因为自旋轨道耦合依赖于电子自旋和轨道角动量的相互作用，而**当所有轨道填充满时，自旋轨道耦合效应的总和将趋近于零**。
然而，当轨道未完全填充时，则电子之间存在未配对电子，它们的自旋方向是不完全抵消的。这样，在未满轨道中，自旋轨道耦合效应会发挥作用，并且会对电子的行为和物理性质产生显著影响。

知识点

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