复杂晶体化学键的介电理论及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学分社

作者:张思远

出品人:

页数:180

译者:

出版时间:2005-5

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787030153388

丛书系列:21世纪科学版化学专著系列

图书标签:

• 化学
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好的，这是一份关于《复杂晶体化学键的介电理论及其应用》一书的详细简介，内容聚焦于该书的涵盖范围、核心概念和潜在应用领域，而不涉及该书的具体内容。 --- 图书简介：前沿晶体结构与材料科学的理论基础 导言：探索物质世界的微观结构与宏观性质 本书深入探讨了晶体结构、材料科学以及凝聚态物理学的前沿领域，聚焦于构建理解物质基本属性的理论框架。在现代材料科学的快速发展中，对晶体内部原子排列、电子结构以及它们如何影响材料整体性能的精确理解至关重要。本书旨在为研究人员、高级学生以及工业工程师提供一个坚实的理论基础，帮助他们解析复杂晶体系统的行为规律。 第一部分：晶体结构与对称性的基础构建 本卷着重于确立描述晶体结构的数学和物理语言。首先，详细阐述了晶体学的基本原理，包括晶格、晶胞的概念，以及如何运用布拉维点阵和空间群来系统地分类和描述晶体的对称性。在此基础上，我们引入了拓扑结构在晶体描述中的重要作用，特别是如何利用拓扑不变量来识别和区分不同类型的晶体相。内容涵盖了倒易空间的概念，以及傅里叶变换在分析晶体周期性结构中的应用。 深入探讨了晶体缺陷的分类及其对材料特性的影响。从点缺陷（如空位和间隙原子）到线缺陷（位错）和面缺陷（晶界），本书系统地分析了这些结构扰动在热力学平衡和动力学演化过程中的表现。对于理解材料的机械强度、扩散过程以及电学性质，这些缺陷的定量描述是不可或缺的。 第二部分：电子结构与能带理论的深入解析 理解晶体的宏观性质，根源在于其微观的电子行为。本书投入了大量篇幅来阐述电子在周期性晶体势场中的运动规律。从薛定谔方程在晶体周期性势场下的求解方法开始，系统地介绍了布洛赫定理及其物理意义。在此基础上，详细构建了实空间与倒易空间中的能带结构理论。 核心章节集中于如何计算和解释能带结构图（如E-k图），并据此推导出材料是导体、半导体还是绝缘体的物理判据。我们探讨了费米能级的概念，以及在不同温度和压力条件下，费米面附近电子态密度的变化规律。此外，书中还涉及了金属与合金体系中电子离域性的处理，以及如何利用第一性原理计算方法（如密度泛函理论）来预测和验证新的电子结构。 第三部分：材料响应与场相互作用的动力学视角 晶体材料并非孤立存在，它们与外部环境中的电场、磁场及应力场发生相互作用。本部分的核心是研究这些相互作用如何驱动材料产生可测量的响应。内容涵盖了晶体对外部电磁场的响应机制，包括介电常数的频率依赖性、电极化现象及其在材料本征性质中的体现。 我们详细分析了晶格振动（声子）在材料热学和电学性质中的作用。通过对晶格动力学的描述，解释了德拜模型和布洛赫-格林艾森理论在处理热容和热导率问题上的应用。此外，书中还探讨了磁性材料中的自旋结构与磁矩的有序性，以及在宏观电磁场下磁化强度的演化过程。 第四部分：先进晶体材料的性能调控与应用潜力 在掌握了基础理论后，本书将视角转向如何通过结构设计和外场调控来优化特定性能的晶体材料。重点讨论了如何通过引入化学掺杂或构造异质结来精确调控半导体的能带结构，以满足光电器件的需求。对于功能性晶体材料，如铁电体、压电体和离子导体，书中分析了其特定晶体结构特征如何直接决定其功能表现。 此外，对材料的稳定性、相变动力学以及在高压、高温等极端条件下的行为预测也是本卷的重点。通过将前述的结构、电子和动力学理论相结合，本书为设计具有特定光、电、热、力学性能的新型晶体材料提供了理论指导和计算工具。 结语 本书内容跨越了固体物理、晶体化学和材料工程学的交叉领域，旨在构建一个全面、深入且相互联系的理论体系。它不仅是理解现有晶体材料行为的有力工具，更是激发未来材料创新和应用开发的理论基石。通过对这些复杂系统内在规律的系统梳理，读者将能够更有效地驾驭和设计满足未来技术挑战的先进晶体材料。

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坦白说，这本书的数学推导密度非常高，初次接触可能需要花费大量时间来消化。它不像那种面向入门爱好者的科普读物，而是直接切入了专业领域的核心腹地。我记得有一次为了弄懂一个张量方程的物理意义，我不得不查阅了好几本相关的固体物理参考书来交叉验证。但正是这种“硬核”的风格，让我对其中论证的结论产生了极强的信任感。作者在阐述理论时，引用的文献也非常前沿且权威，这表明他对该领域最新的进展有着深刻的把握。虽然阅读过程充满挑战，但每攻克一个难点，都会带来一种极大的成就感，仿佛自己对晶体世界的认知又提升到了一个新的维度。这本书更像是一本“工具书”，是通往更深层次理论研究的“敲门砖”。

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从排版和插图的角度来看，这本书做得相当不错，尽管内容非常学术化，但负责编辑的显然也花了不少心思。图表的清晰度非常高，特别是那些描述能带结构和电子云分布的示意图，线条分明，色彩运用得当，有效地辅助了抽象概念的可视化。这一点对于理解复杂的电子结构理论至关重要，因为很多时候，一个精心绘制的图比冗长的文字描述更能直观地揭示物理图像。我特别注意到，作者在关键的公式推导后，往往会附带一段简短的物理意义解释，这为那些在数学泥沼中感到迷失的读者提供了及时的“导航”。总而言之，在学术书籍中，这本书在兼顾内容深度与阅读体验的平衡上，做得非常出色。

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我花了相当一部分时间去研读其中关于“界面效应”的那几个章节，作者处理得非常细腻。他不仅仅罗列了已有的模型，更重要的是，他似乎在引导读者思考这些模型的局限性，并鼓励我们去探索更接近真实世界复杂环境的计算方法。尤其是对高熵合金体系的讨论，作者似乎避开了那些过于简化的假设，而是引入了大量的统计热力学工具来描述局域环境的涨落，这对于我们处理实际工程材料的性能衰减问题极具指导意义。这本书的阅读体验就像是跟着一位经验极其丰富的导师在做课题，他不会直接把答案喂给你，而是通过层层递进的推导，让你自己去体会推导出结论时的每一步艰辛与喜悦。对于我这种偏向应用研究的人来说，这种“教人钓鱼”式的写作风格，远比单纯的知识堆砌来得更有价值。

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这套书的封面设计真是让人眼前一亮，那种深邃的蓝色调，配上抽象的晶格结构图样，一下子就抓住了我的眼球。初翻几页，我就感觉到作者在试图构建一个宏大且严谨的理论框架，他似乎并不满足于停留在传统的晶体结构描述层面，而是深入到了原子尺度的相互作用机制中去挖掘本质。我特别欣赏他引入的那些跨学科的视角，比如量子力学基础与宏观电学性质的桥接，这在很多同类教材中是比较少见的。从目录来看，感觉内容涵盖了从基本概念的建立到前沿研究方法的介绍，结构逻辑非常清晰，像是为那些真正想深入理解材料内部“灵魂”的研究生和资深工程师量身定做的一般。我期待它能提供一个扎实的理论基石，让我能更自信地去解读那些晦涩难懂的实验数据。

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这本书真正吸引我的地方在于它对“新材料设计”的哲学指导意义。它没有停留在对已知晶体系统的解释上，而是反复强调如何利用理论工具去预测和设计具有特定电学功能的全新材料。在讨论的最后部分，作者对未来计算材料学的发展趋势做了一些大胆的预测，尤其是结合了人工智能和机器学习来加速理论筛选的过程。这些远见卓识的分析，让我意识到，掌握书中的理论不仅仅是理解过去，更是为了更好地把握未来材料科学发展的脉搏。这本书的价值已经超越了一本教科书的范畴，它更像是一份指引我们探索未知材料宇宙的“航海日志”，激励着我们用更系统的思维去面对科研中的挑战。

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