固体物理学

主要符号表 1

第一章 晶体结构 1

1-1 一些晶格的实例 1

1-2 晶格的周期性 6

1-3晶向、晶面和它们的标志 11

1-4倒格子 16

1-5晶体的宏观对称性 18

1-6点群 29

1-7晶格的对称性 33

1-8晶体表面的几何结构 38

1-9非晶态材料的结构 41

1-10准晶态 44

第二章 固体的结合 49

2-1离子性结合 49

2-2共价结合 55

2-3金属性结合 66

2-4范德耳尔斯结合 68

2-5元素和化合物晶体结合的规律性 71

第三章 晶格振动与晶体的热学性质 78

3-1简谐近似和简正坐标 79

3-2一维单原子链 82

3-3一维双原子链声学波和光学波 92

3-4三维晶格的振动 97

3-5离子晶体的长光学波 103

3-6确定晶格振动谱的实验方法 115

3-7局域振动 119

3-8晶格热容的量子理论 122

3-9晶格振动模式密度 132

3-10晶格的状态方程和热膨胀 137

3-11晶格的热传导 142

3-12非晶固体中的原子振动 149

第四章 能带理论 153

4-1布洛赫定理 154

4-2一维周期场中电子运动的近自由电子近似 157

4-3三维周期场中电子运动的近自由电子近似 172

4-4赝势 184

4-5紧束缚近似——原子轨道线性组合法 189

4-6晶体能带的对称性 202

4-7能态密度和费米面 213

4-8表面电子态 224

4-9无序系统中的电子态 228

第五章 晶体中电子在电场和磁场中的运动 236

5-1准经典运动 237

5-2恒定电场作用下电子的运动 245

5-3导体、绝缘体和半导体的能带论解释 250

5-4在恒定磁场中电子的运动 255

5-5回旋共振 260

5-6德·哈斯-范·阿尔芬效应 263

第六章 金属电子论 275

6-1费米统计和电子热容量 276

6-2功函数和接触电势 286

6-3分布函数和玻耳兹曼方程 290

6-4弛豫时间近似和电导率公式 296

6-5各向同性弹性散射和弛豫时间 300

6-6晶格散射和电导 305

6-7玻耳兹曼方程的局限性Kubo-Greenwood公式 315

6-8非晶态金属的电阻率及其温度关系 318

6-9金属-绝缘体转变 319

第七章 半导体电子论 325

7-1半导体的基本能带结构 325

7-2半导体中的杂质 333

7-3半导体中电子的费米统计分布 338

7-4电导和霍耳效应 344

7-5非平衡载流子 347

7-6 PN结 351

7-7金属-绝缘体-半导体系统和MOS反型层 357

7-8异质结 363

7-9非晶态半导体 368

第八章 固体的磁性 378

8-1原子的磁性 379

8-2固体磁性概述 390

8-3电子的泡利自旋顺磁性与朗道抗磁性 395

8-4顺磁性的统计理论和顺磁离子盐 399

8-5铁磁性和分子场理论 406

8-6自发磁化的局域电子模型 413

8-7自旋波 417

8-8自发磁化的能带模型 421

8-9磁畴和技术磁化 427

8-10反铁磁性和亚铁磁性 432

第九章 固体中的光吸收 437

9-1 固体光学常数间的基本关系 437

9-2固体中的光吸收过程 441

9-3半导体的带间光吸收 442

9-4激子光吸收 447

9-5自由载流子光吸收 451

9-6晶格弛豫及其对电子跃迁的影响 452

第十章 超导电的基本现象和基本规律 463

10-1超导体的基本电磁学性质 463

10-2超导转变和热力学 470

10-3伦敦电磁学方程 475

10-4金兹堡-朗道方程 481

10-5超导态微观图象 486

10-6第二类超导体 492

10-7单粒子隧道效应 496

10-8约瑟夫森效应 501

第十一章 固体中的元激发 513

11-1元激发 513

11-2声子 516

11-3准电子和等离激元 522

第十二章 晶体中的缺陷和扩散 529

12-1多晶体和晶粒间界 529

12-2位错 530

12-3空位、间隙原子的运动和统计平衡 541

12-4扩散和原子布朗运动 545

12-5离子晶体中的点缺陷和离子性导电 552

第十三章 相图 556

13-1固体相 557

13-2两相平衡并存的准静态相变 562

13-3三相平衡并存与共晶和包晶转变 565

13-4相转变过程的实例 569

13-5固溶体的混合熵和自由能 570

13-6有限和连续固溶体 573

13-7高温熔化和共晶相图 576

习题 578

主要参考书目 587

索引 588

基本物理常数 596