Electronic Properties of Materials pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Springer

作者:Rolf E. Hummel

出品人:

页数:455

译者:

出版时间:2004-09-23

价格:USD 84.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780387951447

丛书系列:

图书标签:

电子
材料科学
固体物理
电子特性
半导体
绝缘体
导体
材料性质
物理学
电子工程
纳米材料

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到小哈图书下载中心

qciss.net

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

This text on the electrical, optical, magnetic, and thermal properties of materials stresses concepts rather than mathematical formalism. Suitable for advanced undergraduates, it is intended for materials and electrical engineers who want to gain a fundamental understanding of alloys, semiconductor devices, lasers, magnetic materials, and so forth. The book is organized to be used in a one-semester course; to that end each section of applications, after the introduction to the fundamentals of electron theory, can be read independently of the others. Many examples from engineering practice serve to provide an understanding of common devices and methods. Among the modern applications covered are: high-temperature superconductors, optoelectronic materials, semiconductor device fabrication, xerography, magneto-optic memories, and amorphous ferromagnetics. This third edition has been revised and updated throughout and includes new sections on thermoelectric phenomena; piezoelectric, ferroelectric, and electrostrictive materials; and liquid-crystal and other flat-panel displays.

固体物理基础与应用：从晶体结构到新兴量子材料本书概述本书旨在为对材料科学、凝聚态物理、半导体工程以及相关领域感兴趣的学生、研究人员和工程师提供一套全面、深入且结构严谨的教材。本书聚焦于解释材料的宏观物理特性（如电学、磁学、光学和热学性质）是如何从其微观的原子结构、电子态密度和晶格动力学中涌现出来的。我们采用从基本原理出发，逐步深入到复杂现象的教学方法，确保读者能够建立起坚实的理论基础，并掌握将这些基础知识应用于解决实际材料问题的能力。全书内容涵盖了经典的固体物理框架，并紧密结合现代材料研究的前沿热点。第一部分：晶体结构与晶格动力学基础第一章：晶体结构基础本章首先引入了固体材料的分类——晶体、非晶体和准晶体，强调了晶体结构在决定材料性质中的核心地位。详细阐述了晶体学的基本概念，包括晶格、基矢、晶胞、布拉维点阵。通过介绍密堆积结构（如面心立方FCC、体心立方BCC、六方最密堆积HCP），读者将学习如何使用晶向指数（密勒指数）来描述晶体的特定方向和晶面。此外，本章还深入探讨了倒易点阵的概念及其在X射线衍射（XRD）分析中的重要性，解释了布拉格定律如何成为确定晶体结构的“金标准”。最后，讨论了晶体结构中的缺陷——点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷，并阐述了这些缺陷对材料机械性能和扩散过程的显著影响。第二章：晶格振动与热学性质本章专注于材料中的原子振动——声子。首先，通过一维双原子链模型，推导出其色散关系（频率与波矢的关系），区分纵波和横波。接着，将理论推广到三维晶格，引入描述声子谱的复杂性，并解释声子作为准粒子在能量和动量守恒中的作用。重点分析了声子扮演的热载流子角色。详细讨论了热容的理论模型，从经典杜隆-帕蒂定律出发，过渡到爱因斯坦模型和更精确的德拜模型，成功解释了低温下热容与温度的三次方关系。此外，本章还深入探讨了热导率的微观机制，解释了声子散射如何限制了材料的热传输性能，为理解热电材料的优化提供了理论框架。第二部分：电子理论与能带结构第三章：自由电子理论与能带的形成本章是理解材料导电性的基石。首先，回顾经典德鲁德模型，并指出其在解释电阻率和比热方面的局限性。随后，引入量子力学方法，基于周期性势场，详细推导了布洛赫定理，这是理解电子在晶格中行为的关键。基于布洛赫定理，本章解释了能带理论的起源，即电子能量不能连续取值，而是被限制在允许的能带内，能带间存在禁带。通过对有效质量概念的引入，解释了电子在外加电场下响应的非经典行为。本章还涵盖了费米能级、费米面和密度泛函理论（DFT）在计算能带结构中的基础应用。第四章：电子的输运性质与能带结构分类本章将能带结构与宏观电学性质直接联系起来。根据费米能级在能带图中的位置，系统地分类了导体（金属）、半导体和绝缘体。对于导体，讨论了其高导电性的微观原因（电子填充了部分能带）。对于半导体，详细分析了本征半导体和掺杂半导体（N型和P型）的载流子浓度、迁移率以及费米能级的移动。特别地，本章深入讨论了半导体中的关键参数：有效质量、本征激发能量和掺杂激活能。最后，解释了载流子的输运现象，包括欧姆定律的微观解释、霍尔效应的测量原理及其在确定载流子类型和浓度中的应用。第三部分：磁性、介电与光学性质第五章：固体磁性理论本章系统地介绍了材料的各种磁学现象。从朗之万顺磁理论出发，解释了居里-外斯定律，并区分了抗磁性、顺磁性和感磁性。随后，深入探讨了铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性的起源，重点分析了海森堡交换相互作用（Exchange Interaction）在驱动磁矩自发排列中的核心作用。详细阐述了分子场理论和更精确的晶格模型（如伊辛模型）在解释磁相变（居里温度）中的应用。此外，还讨论了磁畴、磁滞回线以及磁性存储技术（如MRAM）所需的高性能磁性材料的特性。第六章：介电性质与光学响应本章关注电场和光场与材料相互作用产生的响应。首先，解释了宏观介电常数的微观起源，区分了电子极化、离子极化和取向极化。详细分析了洛伦兹振子模型在描述光学响应中的作用，并推导出克拉默斯-克罗尼格关系（Kramers-Kronig relations），联系了材料的吸收光谱与色散特性。针对半导体和绝缘体，系统地讨论了光吸收、光发射和光致发光（PL）的机制，解释了直接带隙和间接带隙材料在光电器件（如LED和激光器）中的应用差异。此外，还简要介绍了铁电材料及其在存储器件中的潜在用途。第四部分：先进材料与前沿主题第七章：低维材料与表面效应随着纳米技术的发展，本章聚焦于尺寸效应如何改变材料的电子和光学性质。讨论了量子限制效应在量子点、量子阱和一维纳米线中的体现，解释了材料带隙的尺寸依赖性。深入分析了材料表面的电子态，表面势垒对接触电阻的影响，以及在催化和传感器应用中表面吸附和反应的重要性。第八章：热电效应与能量转换本章探讨了如何利用材料的电学和热学性能的耦合效应来实现热能与电能的相互转换。详细介绍了塞贝克效应、珀尔帖效应和汤姆逊效应。重点分析了热电优值因子 $ZT$ 的定义及其决定因素（电导率、塞贝克系数和热导率）。讨论了优化高性能热电材料（如碲化锗、硫族化合物）的策略，包括通过掺杂调控费米能级和通过声子散射抑制晶格热导。本书的结构设计旨在提供一个扎实的理论框架，使其不仅能用于理解传统材料，还能指导读者探索和设计具有特定功能的下一代功能材料。