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第1章 固体物理概述1

1.1固体结构1

1.1.1固体的点阵结构1

1.1.2固体的结合3

1.2晶格振动8

1.2.1晶格振动理论9

1.2.2 声子10

1.2.3固体比热12

1.3固体电子论16

1.3.1自由电子近似16

1.3.2布洛赫定理18

1.3.3近自由电子近似19

1.3.4紧束缚近似21

1.4固体导电理论23

1.4.1玻尔兹曼输运方程23

1.4.2金属导电理论24

1.4.3半导体导电理论25

1.4.4跃迁电导27

1.5固体的磁性28

1.5.1抗磁性28

1.5.2顺磁性29

1.5.3铁磁性30

1.5.4反铁磁性30

1.5.5亚铁磁性31

1.5.6巡游电子的磁性，斯通纳判据31

1.6固体的维度效应33

参考文献37

第2章 有机固体结构38

2.1碳原子成键理论39

2.2分子间的相互作用42

2.3有机小分子43

2.3.1小分子的合成45

2.3.2小分子的基本化学性质46

2.4导电高分子47

2.4.1高分子的合成48

2.4.2聚乙炔的合成49

2.4.3高分子的基本化学性质51

2.4.4共聚物52

2.5有机固体结构53

2.5.1小分子点阵结构53

2.5.2高分子的取向性55

2.5.3有机薄膜56

2.6有机固体的各向异性58

参考文献61

第3章 有机固体中的极化子63

3.1有机小分子中的极化子63

3.1.1极化子的一般图像63

3.1.2有机小分子中的极化子65

3.2有机分子的晶体模型67

3.3有机高分子模型69

3.3.1高分子链的紧束缚模型（SSH模型）70

3.3.2连续介质模型（TLM模型）73

3.3.3 PPP模型74

3.3.4实坐标空间模型75

3.3.5声子化模型77

3.4高分子的二聚化78

3.4.1一维体系的Peierls不稳定性78

3.4.2高分子的基态79

3.5电荷密度波与自旋密度波83

3.6孤子、极化子和双极化子86

3.6.1孤子86

3.6.2极化子和双极化子90

3.7有机分子的振动理论92

3.7.1有机分子的光谱结构92

3.7.2振动理论95

参考文献97

第4章 有机固体中的激子99

4.1激子的一般图像99

4.2高分子中的激子和双激子101

4.3高分子中的激子产生动力学104

4.3.1光激发能量对激子产生的影响107

4.3.2光激发强度对激子产生的影响110

4.3.3极化子复合动力学113

4.4高分子中激子受激辐射量子动力学113

4.4.1激子的受激辐射114

4.4.2双激子的受激辐射115

4.5匀强电场下的激子117

4.5.1激子极化117

4.5.2激子解离121

4.6激子的输运122

4.6.1 Forster及Dexter扩散机制123

4.6.2非均匀场诱导输运机制126

4.6.3载流子的散射机制132

4.7 D/A界面的激子行为134

参考文献136

第5章 有机固体的导电性138

5.1有机固体电荷输运的一般理论139

5.2有机小分子固体的导电性143

5.3有机固体导电理论146

5.3.1隧穿理论147

5.3.2跃迁理论149

5.3.3扩散理论151

5.4有机高分子的极化子动力学理论154

5.5极化子的形成与解离156

5.5.1有机半导体的电荷注入157

5.5.2极化子的形成动力学158

5.5.3极化子的解离160

5.5.4极化子的链间运动163

5.6有机场效应晶体管165

5.7有机超导体167

参考文献169

第6章 有机固体的光学特性171

6.1有机固体的红外与拉曼特性171

6.1.1红外光谱及拉曼光谱171

6.1.2聚乙炔的光谱性质173

6.2有机固体的发光特性175

6.2.1有机固体发光175

6.2.2有机固体发光的基本图像178

6.3有机发光器件179

6.3.1 OLED的结构180

6.3.2 OLED发光的基本原理183

6.3.3 OLED的发光效率184

6.3.4 OLED的应用前景188

6.3.5有机发光的研究进展189

6.4有机太阳能电池192

6.4.1固体中的光伏特性192

6.4.2有机光伏器件194

6.4.3有机光伏器件的应用前景199

6.4.4有机-无机杂化钙钛矿光伏器件199

6.5有机半导体激光器203

参考文献207

第7章 有机自旋电子学210

7.1电荷-自旋-磁场相互作用212

7.2有机磁性分子215

7.3有机磁性分子理论217

7.4有机磁性分子器件220

7.5有机自旋器件225

7.5.1实验概述225

7.5.2有机自旋阀隧穿理论228

7.6有机器件自旋极化的扩散理论231

7.7有机器件自旋极化的量子理论235

7.7.1自旋极化电流注入235

7.7.2极化子自旋动力学237

7.8有机磁场效应240

7.8.1有机磁场效应240

7.8.2有机磁电阻244

7.9有机磁场效应机理246

7.9.1极化子对机制247

7.9.2激子与极化子淬灭机制248

7.9.3双极化子机制249

7.9.4磁致跃迁理论249

7.9.5有机磁电阻理论251

7.10有机多铁255

7.11有机自旋泵浦与自旋流260

参考文献264

第8章 生物大分子物理267

8.1生物大分子简介267

8.1.1蛋白质分子267

8.1.2 DNA分子269

8.2生物分子的稳定性272

8.2.1蛋白质分子动力学模型272

8.2.2蛋白质折叠273

8.2.3 DNA分子力学特性274

8.3 DNA分子的电荷输运性质275

8.3.1实验研究进展275

8.3.2理论研究进展279

8.3.3 DNA分子模型280

8.4 DNA输运的变电子数模型282

8.5 DNA分子的极化子理论285

8.5.1一维紧束缚模型下的极化子图像285

8.5.2三维紧束缚模型下的极化子图像286

8.5.3 Peyrard-Bishop-Holstein模型下的极化子图像288

8.5.4双极化子图像289

8.5.5螺旋结构对极化子动力学的影响291

8.6 DNA分子器件的磁场效应294

8.7 DNA的光激发298

参考文献300

第9章 全碳材料301

9.1碳家族概述301

9.2碳团簇306

9.2.1碳团簇的种类306

9.2.2 C60的结构和性能307

9.3碳纳米管309

9.4石墨烯313

9.4.1石墨烯的制备314

9.4.2石墨烯的奇特性质314

9.5石墨烯纳米条带319

9.5.1石墨烯纳米条带的制备320

9.5.2石墨烯纳米条带的电子结构性质322

9.5.3石墨烯纳米条带的磁性324

9.6石墨烯和碳纳米管自旋输运328

9.6.1石墨烯自旋输运328

9.6.2碳纳米管的自旋输运330

9.7金刚石330

参考文献333