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第一章 晶体的结构1

1.1 晶体结构的周期性1

1.1.1 Bravais晶格1

1.1.2 原胞与晶胞4

1.1.3 单晶体与多晶体5

1.2 典型的晶体结构5

1.2.1 NaCl与CsCl结构6

1.2.2 钙钛矿结构6

1.2.3 金刚石与闪锌矿结构7

1.2.4 典型金属的结构7

1.3 晶面与面指数9

1.4 晶体的宏观对称性10

1.4.1 点对称操作10

1.4.2 点群13

1.4.3 晶系和14种Bravais晶格13

1.4.4 对称破缺16

1.5 倒格子与Brillouin区16

1.5.1 正格子与倒格子16

1.5.2 Brillouin区18

1.6 晶体的X射线衍射21

1.6.1 Laue方程与Bragg公式21

1.6.2 原子散射因子23

1.6.3 几何结构因子24

第二章 晶体的结合26

2.1 晶体结合的基本类型26

2.1.1 离子晶体26

2.1.2 共价晶体26

2.1.3 金属晶体27

2.1.4 分子晶体28

2.1.5 氢键晶体29

2.1.6 原子的电负性29

2.2 晶体的结合能31

2.2.1 结合能的意义31

2.2.2 原子相互作用势32

2.2.3 分子晶体的结合能33

2.2.4 离子晶体的结合能34

2.3 非晶体35

2.3.1 非晶体的结构35

2.3.2 非晶态的形成38

2.4 准晶体39

2.5 团簇，纳米微粒42

2.5.1 团簇的基本特征42

2.5.2 C60分子与固体44

2.5.3 纳米微粒45

第三章 晶格振动与晶体的热学性质46

3.1 一维单原子晶格的振动47

3.2 一维双原子晶格的振动49

3.3 三维晶格的振动52

3.4 声子54

3.4.1 声子的概念55

3.4.2 声子谱的测定56

3.5 长波光学模与电磁波的耦合57

3.5.1 黄昆方程58

3.5.2 介电函数与LST关系59

3.5.3 极化激元61

3.6 晶格热容62

3.6.1 晶格振动的平均能量62

3.6.2 Einstein模型64

3.6.3 Debye模型65

3.7 非简谐效应67

3.7.1 晶体的状态方程67

3.7.2 晶体的热膨胀68

3.7.3 晶格热传导69

3.7.4 软模与结构相变71

第四章 晶体中的缺陷73

4.1 点缺陷73

4.1.1 点缺陷的基本类型及特点73

4.1.2 离子晶体中的点缺陷75

4.1.3 点缺陷的产生76

4.2 晶体中的扩散77

4.2.1 扩散的宏观规律77

4.2.2 扩散的微观机制78

4.2.3 扩散系数与温度的关系79

4.3 位错79

4.3.1 刃型位错80

4.3.2 螺型位错81

4.4 面缺陷82

4.4.1 堆垛层错82

4.4.2 晶粒间界83

第五章 金属电子论84

5.1 自由电子气的经典理论84

5.2 自由电子气的量子理论86

5.2.1 能级与态密度87

5.2.2 基态与激发态88

5.2.3 电子热容91

5.3 电导率与Hall效应92

5.3.1 电导率93

5.3.2 Hall效应94

5.4 集体振荡与屏蔽效应96

5.4.1 等离子体振荡96

5.4.2 集体激发与个别激发97

5.4.3 电子的屏蔽效应99

5.5 Fermi液体101

第六章 能带理论Ⅰ103

6.1 Bloch定理104

6.2 能带及其对称性106

6.2.1 能带概念106

6.2.2 能带的对称性107

6.3 近自由电子近似108

6.4 紧束缚近似111

6.5 能带的图示法115

6.5.1 En（k）的表示图式115

6.5.2 等能面116

6.5.3 能态密度g（E）图117

6.6 Bloch电子的准经典运动119

6.6.1 电子的平均速度119

6.6.2 准经典运动的基本方程121

6.6.3 电子的有效质量122

6.7 导体、绝缘体与半导体123

6.7.1 能带的填充与导电性124

6.7.2 电子与空穴125

6.7.3 导体、绝缘体与半导体的区分126

6.8 Mott绝缘体与电子关联128

6.9 局域态与扩展态130

第七章 能带理论Ⅱ133

7.1 能带的计算方法133

7.1.1 平面波方法133

7.1.2 正交化平面波方法136

7.1.3 赝势方法139

7.1.4 缀加平面波方法140

7.1.5 KKR方法141

7.2 Hartree-Fock近似142

7.2.1 Hartree-Fock方程143

7.2.2 Koopmans定理146

7.2.3 自由电子的Hartree-Fock理论147

7.3 密度泛函理论149

7.3.1 Hohenberg-Kohn定理149

7.3.2 Kohn-Sham方程151

7.3.3 局域密度近似154

第八章 固体的导电性155

8.1 金属155

8.1.1 电导率155

8.1.2 Fermi面159

8.1.3 回旋共振162

8.1.4 de Haas-van Alphen效应166

8.1.5 AB效应171

8.2 半导体174

8.2.1 能带结构174

8.2.2 有效质量近似179

8.2.3 载流子的统计分布182

8.2.4 电导率与Hall系数187

8.2.5 PN结，MOS结构188

8.2.6 量子阱与超晶格191

8.2.7 量子Hall效应193

8.3 离子晶体196

8.3.1 离子电导率196

8.3.2 快离子导体199

8.4 导电聚合物200

8.4.1 聚乙炔的导电性200

8.4.2 Peierls不稳定性201

8.4.3 孤子与极化子203

第九章 超导电性207

9.1 超导体的基本特征207

9.1.1 零电阻207

9.1.2 完全抗磁性209

9.2 超导相变的性质210

9.2.1 凝聚能210

9.2.2 熵与热容211

9.2.3 相变的性质213

9.3 超导的唯象理论213

9.3.1 二流体模型213

9.3.2 London方程214

9.3.3 宏观量子现象216

9.3.4 Ginzburg-Landau理论218

9.3.5 两类超导体221

9.4 超导的微观物理机制224

9.4.1 电子-声子相互作用225

9.4.2 Cooper对226

9.4.3 BCS理论要点228

9.5 超导隧道效应230

9.5.1 单电子隧道效应230

9.5.2 Josephson效应231

9.6 高温超导体233

第十章 固体的磁性236

10.1 原子磁矩236

10.1.1 孤立原子的磁矩236

10.1.2 晶场效应238

10.2 抗磁性243

10.2.1 束缚电子的抗磁性243

10.2.2 自由电子的抗磁性244

10.3 顺磁性245

10.3.1 自由电子的顺磁性245

10.3.2 正常顺磁性246

10.4 铁磁性249

10.4.1 分子场理论250

10.4.2 磁畴与技术磁化253

10.5 反铁磁性与亚铁磁性254

10.5.1 反铁磁性255

10.5.2 亚铁磁性258

10.6 交换作用260

10.6.1 Heisenberg交换作用260

10.6.2 巡游电子模型263

10.6.3 RKKY交换作用264

10.6.4 超交换作用265

10.7 巨磁电阻与庞磁电阻效应267

10.7.1 巨磁电阻效应268

10.7.2 庞磁电阻效应270

习题272

参考书目276

常用基本物理常数表277

索引278