Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7870-12:2020 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 80000-12:2019) về Đại lượng và đơn vị - Phần 12: Vật lý chất ngưng tụ được Bộ Khoa học và Công nghệ công bố, ban hành nhằm mục đích chuẩn hóa hệ thống các đại lượng, ký hiệu và đơn vị đo lường áp dụng riêng cho lĩnh vực vật lý chất ngưng tụ.

Phạm vi và đối tượng áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định tên gọi, ký hiệu, định nghĩa và đơn vị đo lường cho các đại lượng vật lý trong lĩnh vực vật lý chất ngưng tụ (bao gồm vật lý chất rắn, chất lỏng và các trạng thái pha ngưng tụ đặc biệt khác). Đối tượng áp dụng bao gồm các cơ quan quản lý nhà nước về đo lường, các viện nghiên cứu, trường đại học, các nhà khoa học, chuyên gia kỹ thuật và các tổ chức hoạt động trong lĩnh vực biên soạn tài liệu giảng dạy, tiêu chuẩn hóa và đo lường khoa học tại Việt Nam.

Các nội dung cốt lõi của tiêu chuẩn

TCVN 7870-12:2020 tập trung phân loại và định nghĩa chi tiết các nhóm đại lượng vật lý cốt lõi sau đây:

1. Các đại lượng về cấu trúc tinh thể và mạng tinh thể

• Vectơ mạng thuận và mạng đảo: Quy định ký hiệu chuẩn hóa cho các vectơ cơ sở xác định ô mạng cơ sở của tinh thể và các vectơ tương ứng trong không gian ngược (mạng đảo).
• Chỉ số Miller: Định nghĩa cách ký hiệu các mặt tinh thể và hướng tinh thể trong không gian ba chiều, giúp thống nhất cách biểu diễn cấu trúc tinh thể học.
• Khoảng cách giữa các mặt mạng: Xác định ký hiệu và đơn vị đo cho khoảng cách giữa các mặt phẳng nguyên tử song song kề nhau trong tinh thể.

2. Các đại lượng động lực học mạng và nhiệt động lực học chất rắn

• Tần số Debye và nhiệt độ Debye: Định nghĩa các đại lượng giới hạn đặc trưng cho phổ dao động của mạng tinh thể, đóng vai trò quyết định trong việc tính toán nhiệt dung và các tính chất nhiệt của chất rắn ở nhiệt độ thấp.
• Mật độ trạng thái phonon: Quy định ký hiệu và đơn vị cho số lượng các trạng thái dao động của mạng tinh thể trên một đơn vị khoảng tần số.
• Hệ số Grüneisen: Đại lượng không thứ nguyên mô tả sự phụ thuộc của tần số dao động mạng vào thể tích tinh thể, liên quan trực tiếp đến sự nở vì nhiệt của vật liệu.

3. Các đại lượng điện tử và vận chuyển trong chất rắn

• Năng lượng Fermi, vectơ sóng Fermi và nhiệt độ Fermi: Các đại lượng đặc trưng cho trạng thái năng lượng cao nhất của electron trong kim loại hoặc chất bán dẫn tại nhiệt độ không tuyệt đối.
• Mật độ trạng thái electron: Xác định số lượng trạng thái năng lượng electron khả dụng trên một đơn vị năng lượng và đơn vị thể tích của vật liệu.
• Khối lượng hiệu dụng: Định nghĩa đại lượng mô tả động lực học của electron hoặc lỗ trống khi chuyển động dưới tác dụng của ngoại lực trong trường tuần hoàn của tinh thể.
• Độ dẫn điện, độ linh động và hệ số Hall: Các thông số đo lường khả năng dẫn điện, tốc độ dịch chuyển của hạt tải điện dưới tác dụng của điện trường và các hiệu ứng điện từ trong vật liệu bán dẫn và kim loại.

4. Hiện tượng siêu dẫn và từ tính của chất ngưng tụ

• Độ sâu đâm xuyên London: Đại lượng đặc trưng cho khoảng cách mà từ trường ngoài có thể xâm nhập vào bên trong lòng một chất siêu dẫn.
• Chiều dài kết hợp Pippard: Xác định phạm vi không gian mà trên đó các electron liên kết với nhau tạo thành cặp Cooper trong trạng thái siêu dẫn.
• Nhiệt độ chuyển pha siêu dẫn: Nhiệt độ tới hạn đánh dấu sự chuyển đổi của vật liệu từ trạng thái dẫn điện thông thường sang trạng thái siêu dẫn hoàn toàn.
• Momen từ hiệu dụng và độ phân cực từ: Các đại lượng định lượng tính chất từ của các nguyên tử, ion hoặc phân tử cấu thành nên chất ngưng tụ.

Quy tắc trình bày ký hiệu và đơn vị đo

• Các đại lượng vật lý phải được biểu diễn bằng các ký hiệu chữ cái Latinh hoặc Hy Lạp in nghiêng theo đúng quy định của tiêu chuẩn.
• Các đơn vị đo lường đi kèm phải tuân thủ Hệ đơn vị quốc tế (SI). Đối với một số đại lượng đặc thù trong vật lý chất rắn, tiêu chuẩn cho phép sử dụng các đơn vị ngoài SI được chấp nhận rộng rãi như electronvolt (eV) cho năng lượng hoặc angstrom cho khoảng cách nguyên tử.

Hiệu lực thi hành

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7870-12:2020 có hiệu lực áp dụng kể từ ngày công bố. Tiêu chuẩn này đóng vai trò là căn cứ pháp lý và kỹ thuật tối cao để đồng bộ hóa các thuật ngữ, ký hiệu đo lường trong nghiên cứu, giảng dạy và sản xuất công nghệ cao liên quan đến vật lý chất ngưng tụ tại Việt Nam.