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固体物理学(第2版)

“十一五”国家规划教材

作者:
胡安 章维益
定价:
42.50元
ISBN:
978-7-04-030998-0
版面字数:
450.000千字
开本:
16开
全书页数:
370页
装帧形式:
平装
重点项目:
“十一五”国家规划教材
出版时间:
2011-01-14
读者对象:
高等教育
一级分类:
物理学与天文学类
二级分类:
物理学/应用物理学/天文学专业课程
三级分类:
固体物理

本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,是根据作者多年来在南京大学讲授固体物理的讲稿整理而成的。本书力求在传统固体物理的理论框架下,穿插一些新的进展内容,尽量不涉及高等量子力学和复杂的数学处理,做到物理图像清晰,内容融会贯通。本次修订在保持第一版的结构框架和理论体系的基础上,增加了双交换、布洛赫电子平均速度的推导、铁磁体外场磁化过程等内容,统一了全书的数学符号和公式表达并更换了部分插图。

本书可作为高等院校物理类专业本科生、研究生的固体物理教材,也可供其他专业的师生及社会读者参考。

  • 前辅文
  • 第一章 晶体的结构及其对称性
    • §1.1 晶格及其平移对称性
      • 一、 晶体结构及基元
      • 二、 结点和点阵
      • 三、 基矢和元胞
    • §1.2 晶列和晶面
      • 一、 晶列及其晶向标志
      • 二、 晶面及有理指数定律
      • 三、 晶面指数与密勒指数
    • §1.3 倒点阵
      • 一、 点阵傅里叶变换 倒点阵
      • 二、 倒点阵的性质
    • §1.4 晶体的宏观对称性
      • 一、 宏观对称性的描述
      • 二、 平移对称性对宏观对称性的限制
      • 三、 实例
      • 四、 晶体的宏观对称性与宏观物理性质
    • §1.5 晶体点阵和结构的分类
      • 一、 群的概念
      • 二、 7个晶系和14种点阵
      • 三、 晶体结构的32种点群和230种空间群
    • §1.6 晶体X射线衍射
      • 一、 布拉格反射公式
      • 二、 劳厄方程
      • 三、 原子散射因子与几何结构因子
      • 四、 埃瓦尔德构图法与三种重要的X射线晶体学分析方法
    • §1.7 准晶体
      • 一、 一维准周期点阵
      • 二、 投影理论及其衍射谱
  • 第二章 晶体的结合
    • §2.1 原子的负电性
      • 一、 原子的电离能
      • 二、 原子的亲和能
      • 三、 原子的负电性
    • §2.2 晶体结合的类型
      • 一、 金属键结合
      • 二、 共价键结合
      • 三、 离子键结合
      • 四、 范德瓦耳斯键结合
      • 五、 氢键结合
      • 六、 混合键结合
    • §2.3 结合能
      • 一、 内能函数与结合能
      • 二、 离子晶体的结合能
      • 三、 惰性气体晶体的结合能
  • 第三章 晶格动力学和晶体的热学性质
    • §3.1 简正模和格波
      • 一、 微振动理论——简正模
      • 二、 格波
    • §3.2 一维单原子链振动
      • 一、 运动方程及其解
      • 二、 格波特性
      • 三、 玻恩-冯卡门边界条件
      • 四、 简正坐标
    • §3.3 一维双原子链振动
      • 一、 运动方程及其解
      • 二、 声学波和光学波
      • 三、 玻恩-冯卡门边界条件
    • §3.4 三维晶格振动 格波量子——声子
      • 一、 三维晶格振动
      • 二、 格波量子——声子
    • §3.5 离子晶体中的长光学波
      • 一、 离子晶体中长光学晶格振动产生的内场
      • 二、 长光学波的宏观运动方程
      • 三、 离子晶体长光学波的本征频率ωTO和ωLO
      • 四、 极化激元
    • §3.6 非完整晶格的振动 局域模
      • 一、 一维完整单原子链的扩展模式
      • 二、 含单个缺陷的一维原子链的振动频率
      • 三、 局域模
    • §3.7 晶格比热容
      • 一、 声子态密度
      • 二、 爱因斯坦模型和爱因斯坦比热容
      • 三、 德拜模型和德拜比热容
    • §3.8 晶格状态方程和热膨胀
      • 一、 自由能和格林艾森状态方程
      • 二、 热膨胀及其格林艾森关系
      • 三、 热膨胀与非谐效应
  • 第四章 能带论
    • §4.1 布洛赫定理和布洛赫波
      • 一、 平移算符 周期场中单电子状态的标志
      • 二、 布洛赫定理和布洛赫波
      • 三、 布洛赫波能谱特征
    • §4.2 平面波法
    • §4.3 近自由电子近似
      • 一、 零级近似
      • 二、 非简并微扰
      • 三、 简并微扰
      • 四、 布里渊区、能带、能隙和禁带
      • 五、 能隙的成因
      • 六、 简约波矢k和自由电子的波矢k
      • 七、 能带的能区图式
    • §4.4 紧束缚近似
      • 一、 万尼尔函数
      • 二、 紧束缚近似
    • §4.5 正交平面波法
    • §4.6 赝势方法
    • §4.7 能带电子态密度
      • 一、 自由电子的能态密度
      • 二、 能带电子的能态密度
    • §4.8 布洛赫电子的动力学性质
      • 一、 准经典近似
      • 二、 波包在外场中的运动 布洛赫电子的准动量
      • 三、 加速度和有效质量
      • 四、 准经典近似的物理含义
    • §4.9 布洛赫电子在恒定电场中的准经典运动
      • 一、 恒定电场下的动力学
      • 二、 碰撞、弛豫时间、金属电导率公式
      • 三、 满带电子不导电
      • 四、 近满带和空穴
      • 五、 导体、绝缘体和半导体的能带特征
    • §4.10 布洛赫电子在恒定磁场中的准经典运动
      • 一、 恒定磁场下的动力学
      • 二、 轨道量子化
    • §4.11 布洛赫电子在相互垂直的恒定电场和磁场中的运动
      • 一、 霍耳效应和磁致电阻
      • 二、 双能带模型下的霍耳效应和磁致电阻
    • §4.12 能带论的局限性
      • 一、 电子之间的关联效应
      • 二、 无序系统中波的局域化
  • 第五章 金属电子论
    • §5.1 费米分布函数和自由电子气比热容
      • 一、 费米分布函数
      • 二、 基态(T=0 K)下的分布函数f0(E)和自由电子气的费米能EF
      • 三、 激发态(T≠0 K)时,自由电子气的化学势μ(T)
      • 四、 自由电子气的比热容
    • §5.2 金属的费米面
      • 一、 金属费米面的构造 哈里森构图法
      • 二、 实际金属的费米面
    • §5.3 费米面的实验测定
      • 一、 回旋共振
      • 二、 德哈斯-范阿尔芬效应
    • §5.4 输运现象
      • 一、 非平衡分布函数
      • 二、 玻耳兹曼方程
    • §5.5 金属的电导率
      • 一、 弛豫时间近似
      • 二、 电导率公式
    • §5.6 弛豫时间τ(k)与碰撞概率θ(k,k′)的关系
    • §5.7 电子-声子相互作用与金属电阻率
      • 一、 随时间变化的微扰势
      • 二、 散射概率θ(k,k′)
      • 三、 电阻率的温度关系
    • §5.8 等离激元与准电子
      • 一、 等离激元
      • 二、 电子气的个别激发
      • 三、 静电屏蔽 准电子
      • 四、 等离子体中的横振动
  • 第六章 半导体电子论
    • §6.1 半导体的基本特征和分类
      • 一、 本征半导体
      • 二、 杂质半导体
      • 三、 半导体的带隙
      • 四、 激子
    • §6.2 半导体带边的能带结构和有效质量
      • 一、 能带计算的k·p方法
      • 二、 回旋共振实验
    • §6.3 半导体中载流子的浓度
      • 一、 半导体中载流子的统计分布
      • 二、 载流子浓度
      • 三、 化学势的确定
      • 四、 半导体中载流子的简并
    • §6.4 接触效应
      • 一、 pn结
      • 二、 金属-半导体结
      • 三、 MOS结和MOS晶体管
    • §6.5 半导体中载流子的输运问题
      • 一、 电导率
      • 二、 霍耳效应
      • 三、 量子霍耳效应
  • 第七章 固体磁性
    • §7.1 原子磁性及外场响应
      • 一、 轨道磁矩、自旋磁矩和原子磁矩
      • 二、 洪德定则
      • 三、 原子在外磁场下的响应
    • §7.2 抗磁性
    • §7.3 顺磁性
      • 一、 居里定律
      • 二、 理论的局限性
    • §7.4 载流子的磁性
      • 一、 自由电子气的泡利顺磁性
      • 二、 自由电子气的朗道抗磁性
      • 三、 非简并载流子的顺磁性和抗磁性
    • §7.5 铁磁性
      • 一、 实验事实
      • 二、 分子场理论
      • 三、 自发磁化的局域电子模型
      • 四、 铁磁体在外场下的磁化过程
    • §7.6 铁磁自旋波
      • 一、 平均场近似的困难
      • 二、 铁磁自旋波
    • §7.7 铁磁金属自发磁化的巡游电子模型
    • §7.8 自旋相关输运
      • 一、 电子隧穿电导
      • 二、 自旋极化
      • 三、 电子的自旋相关隧穿电导
      • 四、 自旋阀结构
    • §7.9 反铁磁性
      • 一、 实验事实
      • 二、 反铁磁性的奈耳理论
    • §7.10 超交换作用和双交换作用
      • 一、 安德森的反铁磁超交换作用
      • 二、 齐纳的铁磁双交换作用
  • 第八章 超导电性
    • §8.1 超导体的基本物理性质
      • 一、 超导体的输运性质
      • 二、 超导体的磁学性质
      • 三、 超导体的热力学性质
      • 四、 同位素效应
    • §8.2 超导电性的物理机制与理论
      • 一、 超导电性的物理起源
      • 二、 Gorter和Casimir的二流体模型
      • 三、 London唯象理论模型
      • 四、 Pippard非局域理论扩展
      • 五、 Ginzburg-Landau理论
    • §8.3 超导弱连接和宏观量子效应
      • 一、 约瑟夫森效应
      • 二、 超导量子干涉仪
    • §8.4 超导电性的展望
  • 习题选编
  • 主要参考书

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