材料物理基础教程

第1章固体晶体结构
1.1晶体结构及其特性
1.1.1晶体的概念
1.1.2晶体的特性
1.2晶体结构的周期性
1.2.1空间点阵
1.2.2晶胞和原胞
1.3晶体结构的对称性
1.3.1基本对称操作
1.3.2晶系
1.3.3晶列和晶向指数
1.3.4晶面指数
1.3.5六方晶系的晶向指数和晶面指数
1.4倒易点阵
1.4.1倒格子基矢定义
1.4.2倒格子的性质
1.4.3晶面间距、晶面和晶向夹角
1.4.4倒易点阵的物理意义
1.5常见晶体结构
1.5.1常见晶体结构
1.5.2实际晶体的结构特征 第2章晶体结构缺陷与运动
2.1点缺陷及其组态
2.1.1点缺陷结构
2.1.2点缺陷的能量和运动
2.1.3热平衡点缺陷
2.1.4非平衡点缺陷
2.1.5点缺陷的运动
2.2位错结构及其运动
2.2.1位错结构
2.2.2位错密度
2.2.3位错的结构特征
2.2.4位错应力场
2.2.5位错运动
2.3位错和缺陷相互作用
2.3.1位错和点缺陷间的相互作用
2.3.2位错间的相互作用
2.4位错的产生及观察
2.4.1位错的产生和消失
2.4.2位错增殖
2.5常见晶体中的特殊位错结构
2.5.1面心立方晶体中的位错
2.5.2体心立方体晶体中的位错
2.5.3密排六方结构晶体中的位错
2.6晶界和相界
2.6.1晶界
2.6.2相界 第3章固体量子理论基础
3.1材料特性与微观粒子行为
3.2量子观点的形成
3.2.1早期的量子理论假说
3.2.2经典物理和固体量子理论研究对象和方法的区别
3.3波粒二相性——物质波及其物理意义
3.3.1德布罗意物质波
3.3.2波函数及其性质
3.3.3量子力学建立
3.4不确定性原理
3.5薛定谔方程
3.5.1薛定谔方程及力学量
3.5.2薛定谔方程物理意义讨论
3.6薛定谔方程应用举例
3.6.1简单的例子
3.6.2库仑场与氢原子
3.7经典价键理论及其意义
3.7.1元素周期表和原子轨道理论的合理性
3.7.2经典晶体结合的基本价键理论 第4章晶格振动与热学性质
4.1原子的运动能量和比热容经典理论
4.1.1固体中原子的振动和能量
4.1.2比热容的经典理论及其困难
4.2一维单原子链
4.2.1周期性边界条件
4.2.2格波
4.3一维复式晶格振动
4.3.1一维双复式晶格振动色散关系
4.3.2声学波与光学波
4.3.3相邻原子运动情况分析
4.3.4长波近似
4.3.5三维晶格振动
4.3.6晶格振动的量子化和声子
4.4比热容的量子理论
4.4.1晶格比热容的量子理论计算
4.4.2爱因斯坦模型
4.4.3德拜模型
4.5非谐效应与热膨胀
4.5.1非简谐效应
4.5.2晶体的热膨胀系数
4.5.3材料的热稳定性 第5章固体中的电子状态和能带理论
5.1固体中的电子状态和能带的形成
5.2自由电子气理论
5.2.1自由电子分布规律
5.2.2自由电子气理论
5.2.3电子热容量
5.3周期性势场中的电子运动和能带理论
5.3.1布洛赫定理
5.3.2能带理论模型
5.4布里渊区和能带
5.5导体、半导体和绝缘体
5.6能带理论的意义及其局限性 第6章材料的电学特性
6.1材料电学性能概述
6.1.1材料的导电类型
6.1.2电导率
6.2固体材料的导电机制
6.3金属的电学性能
6.3.1导体的导电机制
6.3.2金属电导率的影响因素
6.3.3金属固溶体
6.4绝缘体及其介电特性
6.4.1绝缘体
6.4.2电介质及其介电行为
6.5超导电性
6.5.1超导现象
6.5.2超导的特征和特殊效应
6.5.3BCS理论
6.5.4超导的应用 第7章半导体中的载流子输运
7.1半导体中的载流子及其导电行为
7.2半导体中载流子的运动和有效质量
7.2.1电子和空穴的有效质量
7.2.2半导体中的电子速度
7.2.3半导体中的电子加速度
7.2.4半导体中的载流子分布
7.3半导体的类型和特征
7.3.1本征半导体
7.3.2杂质半导体和杂质能级
7.3.3n型半导体
7.3.4少数载流子浓度
7.4半导体中载流子的输运
7.4.1载流子迁移率
7.4.2非平衡载流子
7.5半导体的接触效应
7.5.1p-n结
7.5.2金属-半导体接触
7.5.3半导体表面电子状态
7.5.4异质结
7.5.5超晶格材料 第8章材料的磁学特性
8.1材料磁性的物理基础
8.1.1磁矩及其物理本质
8.1.2磁化现象与磁化强度
8.1.3材料的磁性
8.2磁性材料的磁化曲线及磁滞回线
8.2.1磁化曲线
8.2.2磁滞回线
8.3自发磁化与磁畴结构
8.3.1自发磁化
8.3.2磁畴及其结构
8.3.3技术磁化
8.3.4动态磁化
8.4磁物理效应
8.4.1磁致伸缩效应
8.4.2磁各向异性
8.4.3巨磁阻效应
8.4.4磁光效应 第9章材料的光学特性
9.1光与固体的相互作用
9.1.1光的折射
9.1.2光的反射
9.1.3光的色散
9.1.4光的散射
9.2光的吸收
9.2.1光吸收的一般规律
9.2.2光吸收与波长的关系
9.2.3光吸收过程
9.2.4本征吸收与直接跃迁和间接跃迁
9.3材料的颜色与透光性
9.3.1光与颜色
9.3.2材料透光性
9.4材料发光和发光材料
9.4.1发光的概念
9.4.2发光的分类
9.4.3发光中心与发光材料
9.4.4无机发光材料及其应用
9.4.5有机发光材料及其应用
9.5半导体发光
9.5.1半导体的激发发光过程
9.5.2发光效率
9.5.3p-n结电致发光
9.5.4发光二极管与应用
9.6受激辐射与激光
9.6.1基本原理
9.6.2半导体激光器
9.7非线性光学
9.7.1线性光学和非线性光学的意义
9.7.2典型的非线性光学现象
9.7.3非线性光学材料 参考文献 思考题与习题