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出版者:北京世图

作者:Supriyo Datta

出品人:

页数:404

译者:

出版时间:1970-1

价格:59.00元

装帧:

isbn号码:9787506282994

丛书系列:

图书标签:

• 量子输运
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固体物理学中的电子行为与材料特性 书名：固体物理学中的电子行为与材料特性 作者：[此处可设想一位权威物理学家的名字] 出版社：[此处可设想一家著名的学术出版社] --- 内容简介 《固体物理学中的电子行为与材料特性》是一部全面、深入探讨凝聚态物质，特别是晶体结构中电子如何运动、相互作用及其宏观物理性质的经典教材与参考专著。本书旨在为物理学、材料科学、电子工程等领域的学生、研究人员和工程师提供一个坚实的基础，理解从最基本的晶格振动到复杂电子能带结构的完整图景。 本书的叙述逻辑严谨，从晶体结构的基本概念出发，逐步过渡到描述电子在周期性势场中的行为，最终涵盖了现代材料科学中的前沿课题。全书内容涵盖以下几个核心板块： --- 第一部分：晶体的结构与动力学基础 第一章：晶体结构基础与倒易空间 本章首先介绍了晶体的对称性、布拉格衍射的基本原理，以及描述晶格的数学工具，如晶格常数、晶胞和布拉维晶格。随后，重点深入探讨了倒易空间（Reciprocal Space）的概念，解释了倒易点阵（Reciprocal Lattice）在理解电子衍射和能带结构中的关键作用。通过详细的几何分析，读者将掌握如何构建和解析晶体的结构因子。 第二章：晶格振动与声子 晶格的集体激发——声子，是理解固体热学性质的基石。本章从牛顿运动定律出发，推导了一维和三维晶格的色散关系。我们详细分析了声学支（Acoustic Branches）和光学支（Optical Branches）的物理意义，并阐述了声子谱的计算方法，例如笛卡尔坐标系和柔顺系数矩阵法。此外，本书还深入讨论了声子散射（包括电子-声子散射）对热导率的贡献，并引入了德拜模型（Debye Model）和布朗模型（Einstein Model）来解释低温和高温下的比热容。 第三章：自由电子理论的再审视 在引入周期性势场之前，本书回顾了金属中的自由电子模型。重点在于利用费米-狄拉克统计来描述电子在不同温度下的分布，并精确计算费米能级、费米面以及电子的比热容和磁化率。此基础为理解晶体场效应打下了铺垫。 --- 第二部分：周期性势场中的电子——能带理论 第四章：布洛赫定理与周期性势场 这是全书的核心章节之一。布洛赫定理（Bloch's Theorem）的严格数学推导是理解电子在晶格中行为的关键。本章详细解释了布洛赫波函数的性质，以及周期性势场如何导致电子能级的周期性排列和能隙的形成。通过有效质量的概念，我们解释了电子在能带内部的动力学响应。 第五章：能带结构的计算方法 本章聚焦于计算不同类型材料的能带结构。首先介绍了久近法（Nearly Free Electron Model）和紧束缚法（Tight-Binding Approximation），通过这两个对比鲜明的模型，读者可以直观理解实空间位移和倒易空间周期性对电子波函数的影响。随后，引入了更为精确的计算方法，如硬核近似（Kohn-Sham DFT基础介绍）和波恩-奥本海默近似（Born-Oppenheimer Approximation）的应用，并展示了如何利用能带结构图来确定材料的光学和电学特性（如带隙宽度）。 第六章：费米面与金属的特性 对于导体，费米面的几何形状直接决定了其电学、磁学和超导特性。本章深入分析了复杂晶体结构中的费米面构造。我们讨论了如何通过霍尔效应、磁阻振荡（如SdH效应）等实验手段来探测费米面的细节，并阐述了电子在费米面附近的有效质量如何影响电流的输运过程。 --- 第三部分：电子的相互作用与材料的电磁响应 第七章：半导体物理学导论 半导体是现代电子技术的基础。本章详细区分了直接带隙和间接带隙半导体。通过引入有效质量和本征载流子浓度，推导了费米能级在禁带中的位置。重点讨论了掺杂（N型和P型）对载流子浓度的影响，并分析了平衡态下的载流子扩散方程。 第八章：介电函数与光学响应 电子在电磁场中的响应由介电函数 ($epsilon(omega)$) 描述。本章从朗之万（Langevin）模型出发，过渡到基于微扰论的Kramers-Kronig关系，将宏观的光学响应与微观的电子跃迁联系起来。详细分析了等离子体振荡、极化子效应以及晶格对电磁波的吸收与反射机制。 第九章：磁性：从经典到量子 本章探讨了电子自旋在磁场中的行为。从朗之万抗磁性（Langevin Diamagnetism）开始，引出了居里-魏斯（Curie-Weiss）定律描述的顺磁性。核心内容聚焦于交换相互作用（Exchange Interaction）及其在铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性中的体现。我们还介绍了平均场理论（Mean Field Theory）和斯托纳（Stoner）模型，用以解释自发磁化的起源。 --- 第四部分：超越周期性：缺陷、非晶态与低维系统 第十章：晶体缺陷与局域态 晶体中的缺陷（如空位、间隙原子、位错）是影响材料性能的关键因素。本章使用弛豫理论和势阱模型来分析这些局域缺陷引入的能级。重点讨论了缺陷对载流子寿命、发光效率以及扩散过程的影响。 第十一章：无序系统与玻璃态 当晶体周期性被破坏时，电子行为会发生显著变化。本章简要介绍了无序系统的概念，讨论了安德森局域化（Anderson Localization）的原理，并对比了晶态与非晶态材料中电子输运机制的差异。 第十二章：低维电子系统概述 随着纳米技术的发展，二维（2D）、一维（1D）和零维（0D，量子点）系统的研究日益重要。本章分析了量子限制效应（Quantum Confinement Effect）如何改变能带结构，并讨论了二维电子气（2DEG）在异质结界面上的独特行为，为理解拓扑材料和纳米器件奠定了理论基础。 --- 结语 本书旨在提供一个完整、连贯的固体物理学框架。通过对晶格动力学、能带理论、电子输运以及电子-电子/自旋相互作用的深入剖析，读者将获得理解和设计新型功能材料所需的坚实理论工具。书中包含大量精选的习题，以巩固理论理解并培养解决实际问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

当年第一本从头看到脚的英文书。里面用生动的方法介绍了量子输运的理论方法。优点在于，此书对格林函数的讲解不是原理式的（用数学公式砸你），而是基于一些简单的模型，书后的matlab习题及解答更是练手的机会。即便你不是物理专业，看完也能动手做做小模拟。推荐每一个做量子...

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以后就靠这本书混饭吃了。。。

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