文档介绍：晶体物理学
一晶体的介电性及压电性
如果从导电性能的角度来考察晶体的电学性质时，一般可将晶体区分为电介质晶体、导电晶体、半导体和超导体等。电介质的特点是以感应极化的方式而不是传导的方式来传递电的作用和影响。这是电介质材料与导电材料的晶体物理学
一晶体的介电性及压电性
如果从导电性能的角度来考察晶体的电学性质时，一般可将晶体区分为电介质晶体、导电晶体、半导体和超导体等。电介质的特点是以感应极化的方式而不是传导的方式来传递电的作用和影响。这是电介质材料与导电材料的最基本的区别。在电介质材料中起电的作用的是束缚的电荷，它们在电场作用下，正、负束缚电荷的中心不再重合，，从而引起电极化，而电极化的结果产生对外的影响，从而将电的作用传递开来。电场作用引起晶体的电极化，这称为介电性质，用介电张量描述。介电张量是二阶张量。所有晶体在电场作用下都将发生电极化，所以所有的晶体都具有介电性质。
而将应力作用于某些晶体也会产生电极化，这种现象称为压电效应，而具有压电效应的晶体就称为压电晶体。压电效应的逆效应，即在电场作用下引起晶体应变的效应。
介电性质用介电张量，即二阶张量来描述。因此，所有32种晶类都可具有介电性质。描述压电效应的压电模量是三阶极张量，故只有非对称晶类是压电晶体(21种)。
下面分别着重介绍一下晶体的介电性和压电性。
晶体的介电性质
将原来不带电的介质晶体置于电场中，在其内部和表面上会感生出一定的电荷，这种现象称为电极化现象。
当介质中的电场强度E不太强时，在一级近似的条件下，介质中的电极化强度P与电场强度E成线性关系，可写成，
P = £ 0 X E
对于各向同向介质，P和E有相同的方向，电极化率x为标量。又有，
D =£ 0E + P = £0(1 + X ) E =£ ° £ E
在各向同性介质中，D和E也有相同的方向，8和x之间有，
£ = 1 + X
和各向同性介质不同，在晶体中极化强度矢量P和电场强度E有不同的方向，
P. = £ 0 X 可E j
或者写成矩阵式，
-P1'
产x11
x 12
x 13、
'E1
P2 = E 0
x21
x22
x23
E2
叩3“
1x31
x32
x 33、
、E3
[xij]为(3x3)的方阵，组成电极化张量。又有，
D = £ E + P = £ (8 + X ) E
i 0 i i 0 ij ij j
式中3ij]为，
r1+x 11 x 12 x13 '
3ij] = [5ij+xij]= x21 1+x22 x23
1x31 x 32 1+x 33 J
同理，有，
D i = £ 08 rE -
所以，可知电极化率和介电系数张量都是二阶极张量。并且根据能量守恒关系，可证明它们都是对称的张量，这是与晶体对称性无关的固有对称性。由于这两个张量都是二阶对称极张量，故32个晶类都具有这些性质。三斜晶系的［xij］张量和［eij］张量只有6个独立分量，其他晶系的独立分量数目更应减少。
Eu 0
o电
三、四、六方
0
0
等轴晶系
3
0
0
0
£11
0
0
0
£11
Zu
晶体的压电性质
某些晶体受到机