固體中的聲子分為兩類,一類稱為聲學聲子,就是組成固體的最小可重復單元中的各個原子近似於以相同方向振動,它主要與物質的力學和聲學性質有關.而另一類是最小單元中的各個原子相對振動,它主要與物質的光學性質(特別是紅外波段)有關,稱為光學聲子
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声子是晶格震动的一种表现形式
电子在晶格中的运动会受声子影响:hand:
电子在晶格中的运动会受声子影响:hand:
声子是一种准粒子，是晶格振动的一种集体表现形式。声子的数目受温度的影响很大，温度越高声子数目越多，对应的晶格振动越剧烈。金属的准自由电子在运动时会和声子产生散射的效应，阻碍电子的定向移动，这是产生金属电阻的主要原因。在低温下声子的数目较少，对应的电声散射相互作用就越弱，则电阻率就相对较低；在温度较高时，电声相互作用越强，对应电阻率就越大，这就是为什么金属的电阻率随着温度的升高而升高的原因。声子分为光学支声子和声学支声子，光学支声子和光的长波进行耦合会影响材料对于光的透明度。
呵呵，声子的概念教科书上都有，楼上的虫友也作了说明。
其实，我们不用背书，也可以理解其物理意义。晶体材料中的电子或其他粒子（下面以电子为例）的运动受其他粒子的势场和外加势场的影响，微观粒子遵循量子力学。同时晶体的晶格具有周期性，周期性的东西可以用傅立叶变换来分析，只不过自变量不是时间，而是三维空间变量，倒格子空间就是晶格傅立叶变换，相当于空间频域。电子能级在倒格子空间中的分布实际是空间“频谱”，周期性的晶格之运动在倒格子空间中则变成了一个粒子（即声子），就象连续的周期性正弦波在频域里变成了一个点频一样。好了，现在可以理解电子与晶格振动的能量交换可以用声子来处理了。
比如，单晶硅是很好半导体材料，但它的发光效率不高，这是因为硅材料中的电子从高能级跃迁到低能级时，还必须吸收或放出一个声子，即电子必须要与晶格发生能量交换后，才能放出光子。而因为吸收或放出一个声子，使得这个过程效率降低了，而砷化镓材料的电子从高能级跃迁到低能级时，不与晶格发生能量交换，直接把能量差以光子的形式放出来，所以，砷化镓是较好的光电子材料。
其实，我们不用背书，也可以理解其物理意义。晶体材料中的电子或其他粒子（下面以电子为例）的运动受其他粒子的势场和外加势场的影响，微观粒子遵循量子力学。同时晶体的晶格具有周期性，周期性的东西可以用傅立叶变换来分析，只不过自变量不是时间，而是三维空间变量，倒格子空间就是晶格傅立叶变换，相当于空间频域。电子能级在倒格子空间中的分布实际是空间“频谱”，周期性的晶格之运动在倒格子空间中则变成了一个粒子（即声子），就象连续的周期性正弦波在频域里变成了一个点频一样。好了，现在可以理解电子与晶格振动的能量交换可以用声子来处理了。
比如，单晶硅是很好半导体材料，但它的发光效率不高，这是因为硅材料中的电子从高能级跃迁到低能级时，还必须吸收或放出一个声子，即电子必须要与晶格发生能量交换后，才能放出光子。而因为吸收或放出一个声子，使得这个过程效率降低了，而砷化镓材料的电子从高能级跃迁到低能级时，不与晶格发生能量交换，直接把能量差以光子的形式放出来，所以，砷化镓是较好的光电子材料。
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固體物理和半導體物理學的一位先驅——黃昆
王炳燊
2012年07月04日17:00 來源：新華網
黃昆1941年北京燕京大學畢業時留影。 新華社發
1959年，黃昆和夫人李愛扶（英國人）游覽北京長城。
作者：中國科學院半導體研究所 王炳燊在這歡慶建國和中國科學院建院60周年前夕,又逢黃昆先生90年誕辰,回想我國科學事業的艱苦歷程和光輝業績,我們更加緬懷老一代科學家多年來的無私奉獻.作為先生的學生並有幸在先生身邊工作多年，我把自己所了解的黃昆先生的科學貢獻,對我國科學事業的貢獻,以及黃昆先生的高尚人格和幽默風趣的性格為大家記錄下來,來紀念這位科學大師.
一、黃昆的科學貢獻
1955年,36歲的黃昆當選為中國科學院學部委員(后來稱院士).1980年,黃昆被選為瑞典皇家科學院院士.1985年,黃昆成為剛成立的第三世界科學院首批院士中三位中國人之一.許多人知道,M.Born和黃昆合著"晶格動力學理論"被一些美國科學家稱為這一領域的"聖經"。在黃昆去世后，時任美國物理學會會長的M.L.Cohen在唁電中稱黃昆是"固體物理學理論和半導體物理學的一位先驅"，"作出了超凡(extraodinary)的貢獻".為什麼國際科學界給予黃昆這樣高的榮譽呢?
黃先生自己說過,他的工作主要集中在聲子領域.聲子就是固體中原子(確切的說是原子實)的振動(稱為格波)的量子力學描述.固體中聲子態與固體中電子態決定了固體的幾乎一切物理性質,而二十世紀固體物理的研究是人類從微觀層次深入了解固體性質,從而得以利用並加以改造的基礎。特別是半導體和微電子技術以及材料科學得以發展,使得二十世紀高技術得以突飛猛進,人類社會生活發生重大改變. 而黃昆正是在固體物理領域,做出了自己杰出的貢獻.
固體中的聲子分為兩類,一類稱為聲學聲子,就是組成固體的最小可重復單元中的各個原子近似於以相同方向振動,它主要與物質的力學和聲學性質有關.而另一類是最小單元中的各個原子相對振動,它主要與物質的光學性質(特別是紅外波段)有關,稱為光學聲子.從微觀的原子模型來得出聲子的性質,現在已經不太困難(雖然理論上仍有個別未完全解決的的問題),但在二十世紀上半葉幾乎是不可能的.因此必須把微觀理論的參數和宏觀的可測量的物理量聯系起來. 對於晶格的聲學波(聲學聲子)，作為聲子理論創始人之一的波恩在二十世紀初就發展了成熟的唯像宏觀理論，建立了這種聯系。而對於具有極性的固體(典型的就是離子晶體)卻一直存在一些基本的困難和矛盾,而正是黃昆在50年代創造性地提出了離子晶體中長光學波的唯像理論,建立了被后來稱為"黃昆方程"的一組方程,完整的解決了這一問題.不僅如此,"黃昆方程"還揭示了長光學橫波與電磁波的耦合模式,這就是於1965年被實驗証實的聲子激化激元,雖然這一名稱不是黃昆給出的,但科學界公認他是這一概念的創始人.
黃昆先生的另一項工作，即與晶格弛豫相聯系的多聲子光躍遷以及無輻射躍遷理論，同樣是固體理論中一座光輝的裡程碑。這項工作涉及對局域態電子與聲子相互作用的處理,而常規處理方法是不適用的.黃昆和后來成為他夫人的RHYS一起,成功地用一個簡單優美的方法解決了困難,解釋了實驗的結果.多聲子光譜理論，經過國際上幾位科學家的補充,已經成為光譜學中不可或缺的成熟的理論和分析工具。而這篇文章中的無輻射躍遷理論，經過一段曲折的發展，特別是黃昆本人在1970年代末和80年代初的進一步澄清，不僅在半導體物理領域，而且在激光技術、發光材料物理、以至於化學反應動力學的微觀機制等諸多領域，發揮著重要的作用。而從純理論的角度來看,多聲子躍遷理論是與場論中多年后才提出的動力學對稱破缺這個基本物理問題有關的。這使我們從更高，更深的角度體會到黃昆先生對於物理世界理解的深邃。
黃昆（右）和同事一起探討問題（1986年攝）
1987年9月，黃昆在北京中科院半導體所超晶格室學術報告廳作學術報告。。
二、黃昆對我國科學事業的貢獻從1951年回國到北大任教,一直到1977年鄧小平直接提名他到中科院半導體所任所長之前,黃昆先生主要是從事教學工作.從開創"固體物理","半導體物理"課程的教學到五校聯合半導體專門化,他為中國的固體物理學和半導體事業培養了幾代人才.他還參與制定12年國家科學技術發展規劃.他的這些業績這些近年已有不少回憶文章.我以為,楊振寧先生的一句話就概括了一切:中國搞半導體的,"都是黃昆的徒子徒孫!"
黃昆先生在回國以前就已經在科學上做出了杰出的貢獻,而這一時期基本上沒有作科學研究,不少人為他感到"惋惜",而他本人卻說"近些年來,新聞界的人士多次問我,:'你沒把科研工作長期搞下來,是不是一個很大的損失?' 我一直不同意這種看法,因為回國后全力以赴搞教學工作是客觀形勢發展的需要,是一個服從國家大局的問題.這也並非我事業上的犧牲,因為教學工作並沒有影響我發揮聰明才智,而是從另一方面增長了才干,實現了自我價值."(轉引自朱邦芬,"追憶黃昆先生的宗師風范",《名師風范--憶黃昆》,,北京大學出版社,2008,p215) 這代表了他作為一個老科學家、共產黨員的真正的高尚品格.
1977年黃昆到了中科院半導體所任所長以后,和王守武和林蘭英兩位副所長一起,穩定了研究所的研究工作,消弭了內部各個研究室關於研究方向的無休止爭論,強調重要的是把精力集中到具體的科研工作上來,明確了中科院半導體所的主要研究方向，使研究所的工作很快進入正軌。同時強調作為科學院的研究所,科研工作必須是高水平的，要提倡學術爭論.在具體的研究內容上,他建立了半導體物理的研究隊伍，同時開展了國際學術交流和培養人才的工作. 黃昆本人也重新開始了第一線的研究工作.
在此之前,在當時國際國內政治、經濟、社會思想的形勢下,同時也是為了國防和國家建設的急需,中科院半導體所主要是從事材料和器件的研制,也不可能進行深入的機理的研究,更何況物理方面的認真的學術研究.這種情況在當時是不得已,而長期來講必然影響研究質量的提高以及學術空氣.一個上千人的大所,當時沒有一個可供學術交流的場所,沒有一個可供討論和講課的地方.有一次國外專家來訪,隻好租用民族文化宮的會議室.為了提高學術水平,黃昆認真備課,堅持每周給科技人員講課,從半導體的基本理論講起.在樓道的方廳裡,科研人員坐在小馬扎上聽課,堅持了半年多,大大提高了理論水平.另一方面,在黃昆的倡導下,把一個方廳進行了裝修,安裝了空調,配備了當時還不常見的軟座折疊椅,建成了一個學術報告廳. 后來,黃先生多次半開玩笑半認真地說"我當所長就作了一件事，建了一個學術報告廳。",可見,他對自己改善了所裡的學術風氣和學術環境這一成績還是很滿意的.
在以后的歲月裡,黃昆自己動手動筆,活躍在學術研究的第一線. 澄清多聲子無輻射躍遷理論中康登近似以及解決由此引起的與實驗不一致的問題,以及與朱邦芬合作提出的超晶格中光學聲子的"黃朱模型"這兩項重大成果,就是他在六十多歲以后取得的. 特別值得指出的是,在八十年代,國內對於半導體物理研究的重點方向,曾有各種不同意見,黃昆根據國際上的趨勢和他自己對物理問題的深刻理解,堅定地倡導超晶格和量子阱這一方向,並向有關方面積極建議.這件事我曾經問過黃先生,他說是在一次會議中間,錢三強找他征求對這一方向問題的看法.后來有關方面採納了他的意見.現在,超晶格和量子阱以及由此進一步發展的量子點、量子線等微結構的研究佔據半導體研究的絕大部分.而由此延伸出來的低維物理、介觀物理以及所謂的納米技術,則早已不限於半導體領域.二維電子氣量子霍爾效應,特別是分數量子霍爾效應的發現和研究,與高溫超導問題一起,把凝聚態物理學領入了一個全新的階段. 當然黃昆先生本人並沒有預見到所有這一切,但他的高瞻遠矚,使我們再一次領略了大師的洞察力.
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