材料科学发展中物理学的应用

向昱珲 杜昆

摘要：材料科学与物理学之间的关联性极为紧密，材料科学的研究发展需要以物理学为基础，解决材料科学研究中存在的问题，因此材料科学与物理学的结合应用发展对于社会发展而言极具价值作用。基于此本文对物理学促进材料科学发展的作用价值进行分析，对物理学在材料科学发展中的具体应用进行探究，旨在为我国的科学研究发展提供发展动力。

关键词：材料科学;应用;物理学

引言

在国民经济发展水平的不断提升的背景下，给我国科学技术发展奠定了坚实的经济发展基础，而科学技术的发展也推动了物理学领域研究发展。物理学作为基础性学科，对物理学的研究能够帮助人们更好的了解社会，探索世界现象发展的本质，对人类社会的发展有着推动的作用。物理学的研究给科学技术研究提供了理论基础，作为与材料科學联系极为密切的物理学，可有效解决材料科学发展进程中存在的问题，为科学技术发展提供推动力。

一、物理学促进材料科学发展的作用价值

物理学作为科研领域中的基础性学科，推动了材料科学的研究发展，而材料科学作为各个行业发展需要应用的基础学科，应用于材料科学发展进程中，极大程度推动了我国工业、农业以及国防等发展领域的，也展现一个国家经济发展水平以及科研能力的重要标志。物理学发展过程中需要不断加深研发水平，突出物理学在材料科学领域中的应用价值。物理学中凝聚态物理内容极为丰富，而材料科学中的新型晶体和晶体学、高温超导等材料生产技术水平不断提升，行业应用范围不断扩大，技术应用要求也在不断提升，因此物理学对于材料科学发展有着极大的促进作用。

二、物理学在材料科学发展中的具体应用

（一）应用于表面与界面

物理学与材料科学的融合研究，推动了我国科学技术发展，最为典型的应用表现的就是在表面以及界面方面的应用。

离子束、电子束以及激光束的应用发展过程中，在其他类型材料表面处理的应用较为广泛，高分辨率透射电子显微镜以及原子探针场离子显微镜为科学研究做出了极大贡献，为学者研究表面以及界面提供了平台。基于物理学研究的电子和表面碰撞引起的非弹性散射，借助物理变化促使电导率数据发生变化，促使霍尔系数发生改变，推动电流磁场效应的产生。

物理学与材料科学的结合应用能够将膜厚度设置降低在电子平均自由程之内。基于物理学与材料科学研究，能够让DE Broglie发生波长变化，能够促使膜两个表面之间来回移动的电子发生作用。

基于物理学与材料科学对表面数据进行研究，能够清晰了解到原子被周期性中断，因此表面产生了能级变化，表面状态数量与表面状态的原子数量一致，而在表面磯原子的作用下，能够引发近邻原子数发生变化，同时在表面磁原子的作用下还会缩减近邻原子的数量，因此近邻原子数量减少以及表面原子磁矩的增加是当下物理学以及材料科学的重点研究项目。

对半导体以及金属界面的应用分析后可以了解到，半导体以及氧化物界面的特性对于器件有着极为显著的影响，但是对于器件的电特性了解程度相对较低。晶界作为极为重要的内界，对新材料的性质有着极大的影响。化学研究学者从化学知识角度诠释了半导体以及金属界面的化学反应情况，随着科学研究领域的拓展，晶界功能材料的研究已成为领域研究应用热点，在表面以及界面的应用范围越发广泛，在各个产业领域中得到了良好的应用成效。

基于物理学以及材料科学，能够充分发挥表面和界面在物理效应的应用价值。表面和界面的应用能够引发非弹性散射变化，促使变电导索以及霍尔系数发生一定的变化。晶界对于材料的物理性质以及化学性质有着一定的影响，在相关研究内容中表示，表面与界面的概念在实际研究中的应用范围极为广泛，在材料科学领域中对于重点难题的解决其到了极为重要的促进作用。

（二）应用于新材料

物理学的研究对于新材料的发现与应用研究有着直接性影响，部分新研发的材料已经在某些生产领域中达到实用水品，但仍在许多领域之中需要进一步研发给劲。如可扩大实际合金的类型。现如今现代材料科学的热门话题就是高温超导材料，物理学应用于材料科学后，促进了高温超导体技术的发展，因此适用于高性能、高功能的特殊性能薄膜要求。

（三）应用于新工艺

激光技术应用于材料科学领域之中，推动了材料科学的进一步发展，在对材料科学领域的深层次研究过程中，实现激光拉曼光谱与XRD技术的有效融合，可发现在许多生产领域中都可应用新材料的晶体结构，而新技术的发展同时也推动了半导体材料在我国的应用发展。

激光技术能够对生产材料的表面进行分析，对材料的微观结构进行分析，改变材料表面、制备新型材料，充分发挥能量承载梁的价值作用，推动新型技术发展。

激光技术外延后是一种制备单晶薄膜的科学技术，激光技术中的分子束外延技术是一种传统的外延方法，而激光技术的应用与物理学有着极大的关联性，在吸杂过程中能够发挥半导体器件的制备作用，将物理学研究以及材料科学研究充分结合在一起，实现对半导体材料微型自动化以及无损检测的开发应用，为在线监测集成电路的应用实施提前做好准备，因此物理学能够推动材料科学的再次发展。

结语

综上所述，物理学作为一门研究领域基础性学科，推动了社会进步发展同时也给科学技术研究提供了基础理论，给我国科学发展提供助推力。因此需要充分利用物理学科的应用价值，给材料科学发展打造良好的发展平台，有效解决材料科学中存在的问题，让社会文明进入新的发展阶段。

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