全書共包括22章，基本上涵蓋了現代固體物理學的理論基礎和重要課題。與之前版本相比，全球版在大部分章節中添加了許多新的問題，并將介電體和鐵電體這一章移到了等離體子、電磁偶子和極化子之前，因為討論后者的光學性質和過程需要了解前者的知識。本書內容豐富、結構完整，物理概念清晰，公式推導和物理過程的描述簡潔、清新而獨特；此外，作者將實驗基礎與理論成果進行了有機結合，學術特色突出，引人人勝，流暢易讀。本書可作為物理學、材料科學、化學及工程學相關專業高年級本科生或研究生的教材，同時對從事相關領域研究的科技工作者也是一本很有價值的參考書。
目錄
第1章 晶體結構
1.1 原子的周期性陣列
1.1.1 晶格平移矢量
1.1.2 結構基元與晶體結構
1.1.3 原胞
1.2 晶格的基本類型
1.2.1 二維晶格的分類
1.2.2 三維晶格的分類
1.3 晶面指數系統
1.4 簡單晶體結構
1.4.1 氯化鈉型結構
1.4.2 氯化銫型結構
1.4.3 六角密堆積（hcp）型結構
1.4.4 金剛石型結構
1.4.5 立方硫化鋅型結構
1.5 原子結構的直接成像
1.6 非理想晶體結構
1.6.1 無規堆垛和多型性
1.7 晶體結構的有關數據
小結
習題
第2章 晶體衍射和倒格子
2.1 晶體衍射
2.1.1 布拉格定律
2.2.1 傅里葉分析
2.2 散射波振幅
2.2.2 倒格矢
2.2.3 衍射條件
2.2.4 勞厄方程
2.3 布里淵區
2.3.1 簡單立方晶格的倒格子
2.3.2 體心立方晶格的倒格子
2.3.3 面心立方晶格的倒格子
2.4 結構基元的傅里葉分析
2.4.1 體心立方晶格的結構因子
2.4.2 面心立方晶格的結構因子
2.4.3 原子形狀因子
習題
小結
第3章 晶體結合與彈性常量
3.1 惰性氣體晶體
3.1.1 范德瓦耳斯-倫敦相互作用
3.1.2 排斥相互作用
3.1.3 平衡晶格常量
3.1.4 內聚能
3.2 離子晶體
3.2.1 靜電能或馬德�。∕adelung）能
3.2.2 馬德隆常數的計算
3.3 共價晶體
3.5 氫鍵晶體
18.1 納米結構的顯微成像技術 3
3.4 金屬晶體
3.6 原子半徑
3.6.1 離子晶體半徑
3.7 彈性應變的分析
3.7.1 膨脹
3.7.2 應力分量
3.8 彈性順度與勁度常量
3.8.1 彈性能密度
3.8.2 立方晶體的彈性勁度常量
3.8.3 體積彈性模量與壓縮率
3.9 立方晶體中的彈性波
3.9.1 沿［100］方向的彈性波
3.9.2 沿［110］方向的彈性波
小結
習題
第4章 聲子（Ⅰ）：晶格振動
4.1 單原子結構基元情況下的晶格振動
4.1.1 第一布里淵區
4.1.2 群速
4.1.3 長波極限
4.1.4 從實驗出發的力常量的推導
4.2 基元中含有兩個原子的情況
4.3 彈性波的量子化
4.4 聲子動量
4.5 聲子引起的非彈性散射
小結
習題
第5章 聲子（Ⅱ）：熱學性質
5.1 聲子比熱容
5.1.1 普朗克分布
5.1.2 簡正模的計算方法
5.1.3 一維情況下的態密度
5.1.5 計算態密度的德拜模型
5.1.4 三維情況下的態密度
5.1.6 德拜的T3律
5.1.7 計算態密度的愛因斯坦模型
5.1.8 D（ω）的一般表達式
5.2 非諧晶體相互作用
5.2.1 熱膨脹
5.3 導熱性
5.3.1 聲子氣的熱阻率
5.3.2 倒逆過程
5.3.3 非理想晶格的情況
習題
第6章 自由電子費米氣
6.1 一維情況下的能級
6.3 三維情況下的自由電子氣
6.2 溫度對費米-狄拉克分布的影響
6.4 電子氣的比熱容
6.4.1 金屬比熱容的實驗結果
6.4.2 重費米子
6.5 電導率和歐姆定律
6.5.1 金屬電阻率的實驗結果
6.5.2 倒逆散射
6.6 在磁場中的運動
6.6.1 霍爾效應
6.7 金屬的導熱性
6.7.1 熱導率與電導率之比
習題
第7章 能帶
7.1 近自由電子模型
7.1.1 能隙的由來
7.1.2 能隙的大小
7.2 布洛赫函數
7.3 克勒尼希-彭尼模型
7.4 電子在周期勢場中的波動方程
7.4.1 關于布洛赫定理的另一種表述形式
7.4.2 電子的晶體動量
7.4.3 關于中心方程的解
7.4.4 倒易空間中的克勒尼希-彭尼模型
7.4.5 空格點近似
7.4.6 在布里淵區邊界附近的近似解
7.5 能帶中的軌道數目
7.5.1 金屬和絕緣體
習題
小結
第8章 半導體晶體
8.1 帶隙
8.2 運動方程
8.2.1 公式？＝F的物理推導
8.2.2 空穴
8.2.3 有效質量
8.2.4 有效質量的物理基礎
8.2.5 半導體中的有效質量
8.2.6 硅和鍺
8.3 本征載流子濃度
8.3.1 本征遷移率
8.4 雜質導電性
8.4.1 施主態
8.4.2 受主態
8.5 溫差電效應
8.4.3 施主和受主的熱致電離
8.6 半金屬
8.7 超晶格
8.7.1 布洛赫振子
8.7.2 齊納隧道效應
小結
習題
第9章 費米面和金屬
約化布里淵區圖式
周期布里淵區圖式
9.1 費米面的結構
9.1.1 近自由電子的情況
9.2 電子軌道、空穴軌道和開放軌道
9.3.1 能帶計算的緊束縛法
9.3 能帶的計算
9.3.2 維格納-賽茨法
9.3.3 內聚能
9.3.4 贗勢法
9.4 費米面研究中的實驗方法
9.4.1 磁場中的軌道量子化
9.4.2 德哈斯-范阿爾芬效應
9.4.3 極值軌道
9.4.4 銅的費米面
9.4.5 磁擊穿
小結
習題
第10章 超導電性
10.1 實驗結果概述
10.1.1 超導電性的普遍性
10.1.2 磁場導致超導電性的破壞
10.1.3 邁斯納效應
10.1.4 比熱容
10.1.5 能隙
10.1.6 微波及紅外性質
10.1.7 同位素效應
10.2 理論研究概述
10.2.1 超導相變熱力學
10.2.2 倫敦方程
10.2.3 相干長度
10.2.5 BCS基態
10.2.4 超導電性的BCS理論
10.2.6 超導環內的磁通量子化
10.2.7 持續電流的存在時間
10.2.8 第Ⅱ類超導體
10.2.9 渦旋態
10.2.10 Hc1和Hc2的估算
10.2.11 單粒子隧道效應
10.2.12 約瑟夫森超導體隧道貫穿現象
10.2.13 直流（DC）約瑟夫森效應
10.2.14 交流（AC）約瑟夫森效應
10.2.15 宏觀量子相干性
10.3 高溫超導體
小結（CGS）
習題
參考文獻
第11章 抗磁性與順磁性
11.1 朗之萬抗磁性方程
11.2 單核體系抗磁性的量子理論
11.3 順磁性
11.4 順磁性的量子理論
11.4.1 稀土離子
11.4.2 洪德定則
11.4.3 鐵族離子
11.4.5 軌道角動量猝滅
11.4.4 晶體場劈裂
11.4.6 光譜劈裂因子
11.4.7 與溫度無關的范弗萊克順磁性
11.5 絕熱去磁致冷
11.5.1 核去磁
11.6 傳導電子的順磁磁化率
小結（CGS）
習題
第12章 鐵磁性與反鐵磁性
12.1.1 居里點和交換積分
12.1 鐵磁序
12.1.2 飽和磁化強度對溫度的依賴關系
12.1.3 絕對零度下的飽和磁化強度
12.2 磁波子
12.2.1 自旋波的量子化
12.2.2 磁波子的熱激發
12.3 中子磁散射
12.4 亞鐵磁序
12.4.1 亞鐵磁體的居里溫度及其磁化率
12.4.2 鐵石榴石（Iron Garnets）
12.5 反鐵磁序
12.5.1 奈爾溫度以下的磁化率
12.5.2 反鐵磁性磁波子
12.6 鐵磁疇
12.6.1 各向異性能
12.6.2 疇間的過渡區域
12.6.3 磁疇的起因
12.6.4 矯頑力和磁滯
12.7 單疇粒子
12.7.1 地磁和生物磁性現象
12.7.2 磁力顯微術
小結（CGS）
習題
第13章 磁共振
13.1 核磁共振
13.1.1 運動方程
13.2.1 線寬的運動致窄效應
13.2 譜線寬度
13.3 超精細劈裂
13.3.1 舉例：順磁性點缺陷
A．鹵化堿晶體中的F心
B．硅中的施主原子
13.3.2 奈特移位（Knight Shift）
13.4 核四極矩共振
13.5 鐵磁共振
13.5.1 鐵磁共振（FMR）中的形狀效應
13.5.2 自旋波共振
13.6 反鐵磁共振
13.7.1 線寬的交換致窄效應
13.8 微波激射作用的原理
13.7.2 譜線的零場劈裂現象
13.7 電子順磁共振
13.8.1 三能級微波激射器
13.8.2 激光器
小結（CGS）
習題
第14章 等離體子、電磁耦子和極化子
14.1 電子氣的介電函數
14.1.1 介電函數的定義
14.1.2 等離體光學
14.1.3 電磁波的色散關系
14.1.4 等離體中的橫光學模
14.1.5 金屬的紫外透明性
14.1.6 縱等離體振蕩
14.2 等離體子（Plasmon）
14.3 靜電屏蔽
14.3.1 屏蔽庫侖勢
14.3.2 贗勢分量U（0）
14.3.3 莫特型金屬-絕緣體轉變
14.3.4 金屬中的屏蔽效應和聲子
14.4 電磁耦子
14.4.1 LST關系
14.5 電子-電子相互作用
14.5.1 費米液體
14.5.2 電子-電子碰撞
14.6 電子-聲子相互作用：極化子
14.7 線型金屬的派爾斯失穩性
習題
小結（CGS）
第15章 光學過程與激子
15.1 光學反射比
15.1.1 克拉默斯-克勒尼希關系
15.1.2 數學注釋
15.1.3 舉例：無碰撞電子氣的電導率
15.1.4 電子的帶間躍遷
15.2 激子
15.2.1 弗侖克爾激子
A．鹵化堿晶體
B．分子晶體
15.2.2 弱束縛（莫特-萬尼爾）激子
15.2.3 激子凝聚為電子-空穴液滴（EHD）
15.3 晶體中的拉曼效應
15.3.1 利用X射線得到的電子譜
15.4 快粒子在固體中的能量損失
小結
習題
第16章 介電體和鐵電體
A．麥克斯韋方程組（Maxwell Equations）
B．極化強度（Polarization）
16.1 宏觀電場
16.1.1 退極化場E1
16.2 原子位置上的局部場
16.2.1 洛倫茲場E2
16.2.2 空腔內諸偶極子的場E3
16.3 介電常量與極化率
16.3.1 電子極化率
16.4 結構相變
16.3.2 電子極化率的經典理論
16.5 鐵電晶體
16.5.1 鐵電晶體的分類
16.6 位移相變
16.6.1 軟光學聲子
16.6.2 相變的朗道（Landau）理論
16.6.3 二級相變
16.6.4 一級相變
16.6.5 反鐵電性
16.6.6 鐵電疇
16.6.7 壓電性
習題
小結 （CGS）
17.1 重構和弛豫
第17章 表面與界面物理
17.2 表面晶體學
17.2.1 反射高能電子衍射
17.3 表面電子結構
17.3.1 功函數
17.3.2 熱電子發射
17.3.3 表面態
17.3.4 表面上的切向輸運
17.4 二維通道情況下的磁致電阻效應
17.4.1 整數量子霍爾效應（IQHE）
17.4.2 真實系統中的IQHE
17.4.3 分數量子霍爾效應（FQHE）
17.5.1 整流特性
17.5 p-n結
17.5.2 太陽電池和光生伏打型檢測器
17.5.3 肖特基勢壘
17.6 異質結結構
17.6.1 n-N異質結
17.7 半導體激光器
17.8 發光二極管（LED）
習題
第18章 納米結構
18.1.1 電子顯微技術
18.1.2 光學顯微技術
18.1.3 掃描隧道顯微技術
18.1.4 原子力顯微技術
18.2 一維（1D）系統的電子結構
18.2.1 一維（1D）子帶
18.2.2 范霍甫（Van Hove）奇點的光譜技術
18.2.3 一維金屬——庫侖相互作用和晶格耦合
18.3 一維情況下的電輸運
18.3.1 電導量子化和Landauer公式
18.3.2 串聯共振隧道效應中的雙勢壘
18.3.3 非相干相加和歐姆定律
18.3.4 定域化
18.3.5 電壓探頭及Buttiker-Landauer理論
18.4 零維（0D）系統的電子結構
18.4.1 量子化能級
18.4.2 半導體納米晶
18.4.3 金屬量子點
18.4.4 離散電荷態
18.5 零維（0D）情況下的電輸運
18.5.1 庫侖振蕩
18.5.2 自旋、莫特絕緣體和近藤效應
18.5.3 超導量子點中的庫珀對效應
18.6 振動性質和熱學性質
18.6.1 量子化振動模
18.6.2 橫振動
18.6.3 比熱容及熱輸運
小結
習題
第19章 非晶固體
19.1 衍射花樣
19.1.1 單原子非晶材料
19.1.2 徑向分布函數
19.1.3 透明石英（S1O2）的結構
19.2 玻璃
19.2.1 黏度和原子（分子）的跳遷速率
19.3 非晶鐵磁體
19.4 非晶半導體
19.5 非晶固體中的低能激發
19.5.1 比熱容的計算
19.5.2 熱導率
19.6 纖維光學
19.6.1 瑞利（Rayleigh）衰減
習題
第20章 點缺陷
20.1 晶格空位
20.2 擴散
20.2.1 金屬
20.3 色心
20.3.1 F心
20.3.2 鹵化堿晶體中的其他色心
習題
第21章 位錯
21.1 單晶體的剪切強度
21.1.1 滑移
21.2 位錯
21.2.1 伯格斯矢量（Burgers Vector）
21.2.2 位錯應力場
21.2.3 低角晶界
21.2.4 位錯密度
21.2.5 位錯增殖和滑移
21.3 合金的強度
21.4 位錯與晶體生長
21.4.1 晶須
21.5 材料的硬度
習題
第22章 合金
22.1 概述
22.2 替代式固溶體——休姆-羅瑟里（Hume-Rothery）定則
22.3 有序-無序轉變
22.3.1 有序化的基本理論
22.4.1 共晶現象
22.4 相圖
22.5 過渡金屬合金
22.5.1 導電性
22.6 近藤效應
習題
附錄
附錄A 反射譜線對溫度的依賴關系
附錄B 計算格點和的埃瓦爾德方法
B1．關于偶極子陣列格點和的埃瓦爾德-科爾菲爾德計算方法
附錄C 彈性波的量子化：聲子
C1．聲子坐標
C2．產生算符與湮滅算符
附錄D 費米-狄拉克分布函數
附錄E dk/dt表達式的推導
附錄F 玻爾茲曼輸運方程
F1．粒子擴散
F2．經典分布
F3．費米-狄拉克分布
F4．電導率
附錄G 矢勢、場動量和規范變換
G1．拉格朗日運動方程
G2．哈密頓量的推導
G3．場動量
G4．規范變換
G5．倫敦方程中的規范
附錄H 庫珀對
附錄I 金茲堡-朗道方程
附錄J 電子 聲子碰撞
常用數值表
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