固體物理學中的相變

相變在固體物理中起著重要的作用。它涉及熔化、凝結、凝固、晶體生長、蒸發、相平衡、相變動力學、臨界現象等。在19世紀，J·吉布斯研究了相平衡的熱力學。後來，P. Erenfest在1933中對各種相變進行了分類。壹級相變表現為明顯的體積變化和潛熱，以及“過冷”或“過熱”的亞穩態。在相變點存在兩相。固-液相變是壹級相變。另壹種是二級相變，特點是沒有體積變化和潛熱，沒有過冷或過熱。在相變點，兩相不存在，但壹些物理性質發生跳躍。鐵磁體的順磁-鐵磁相變和超導體的超導-正常相變都是二級相變。Landau在1937中提出了二級相變的唯象理論，用序參量描述了相變點附近的有序態。該理論已成功應用於超導、液氦超流性、鐵電和液晶相變。20世紀60年代以後，人們對相變點的臨界現象做了大量的研究，總結出標度律和普適性。L. Kadanov在1966中指出，臨界粒子之間的關聯效應起著重要的作用。1971年，K. Wilson用量子場論中的重整化群方法論證了臨界現象的標度律和普適性，計算了臨界指數，獲得成功。鐵電體和反鐵電體中位移的結構相變與居裏點附近晶格波模式的頻率變得異常小或趨於零的現象，即所謂的軟模效應密切相關。某些固體的特征物理性質沿某壹方向周期性變化，這個周期與晶格的周期可能是也可能不是不可公度的，分別形成可公度相和不可公度相。此外，人們非常重視混沌相的起源和性質以及二維系統中相變的新特征(見固體中的相變)。