Lattice Dynamics and Semiconductor Physics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Xia Jian-Bai

出品人:

页数:500

译者:

出版时间:1990-3

价格:USD 209.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9789810200596

丛书系列:

图书标签:

• 晶格动力学
• 半导体物理
• 固体物理
• 材料科学
• 凝聚态物理
• 振动谱
• 声子
• 电子-声子相互作用
• 半导体材料
• 计算物理

晶体结构与材料科学导论：从原子尺度到宏观性能的探索 本书旨在为对材料科学、固体物理以及相关工程领域有浓厚兴趣的学生和研究人员提供一个全面而深入的导论。我们的目标是搭建一座桥梁，连接抽象的量子力学原理与材料在实际应用中的宏观可观测性质。全书内容聚焦于晶体结构、缺陷、输运现象以及先进功能材料的设计与表征，力求在保持严谨性的同时，兼顾概念的清晰阐述与直观理解。 --- 第一部分：晶体结构的几何基础与对称性原理 本部分奠定了理解固体材料的基础——晶体结构。我们将从最基本的晶格概念出发，系统地阐述周期性系统的数学描述。 第一章：晶格、基矢与布拉维点阵 本章详细讨论了晶体的几何周期性，引入了原胞、晶胞、晶格常数等核心概念。我们将深入剖析如何利用一组基矢来唯一确定空间中所有原子的位置。重点将放在理解如何通过不同的基矢选择来描述同一个晶体结构，以及米勒指数在晶面和晶向表示中的应用。通过大量的实例，如面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和六方紧密堆积（HCP）结构，读者将掌握晶体结构描述的规范语言。 第二章：晶体对称性与点群、空间群 对称性是决定材料物理性质的关键要素。本章将系统地介绍群论在晶体学中的应用。我们首先定义了旋转轴、反射面和反演中心等基本对称操作。随后，我们将分类讨论所有可能的晶体点群，并介绍舒夫利符号（Schoenflies Symbols）和赫尔曼-莫甘-阿德勒（Hermann-Mauguin Symbols）表示法。最后，本书将扩展到空间群的概念，解释如何将平移操作纳入对称性分析，为理解衍射现象和本征物理性质（如压电性、热释电性）提供理论框架。 第三章：晶体结构衍射与倒易空间 理解晶体结构最直接的实验手段是X射线、电子或中子衍射。本章将侧重于倒易空间的数学构建及其物理意义。我们详细推导了布拉格定律的晶格衍射条件，并将其推广到倒易点阵的概念。读者将学习如何从衍射图样中反演出实空间中的晶格参数和原子排列。本章还将讨论有限尺寸效应（如纳米颗粒）对衍射峰形状的影响，以及利用傅里叶变换来分析局域结构信息。 --- 第二部分：晶体缺陷与非完美晶体的性质 理想的周期性晶体在自然界中并不存在。本部分聚焦于晶体内部的局域失配——缺陷，及其对材料宏观性能的决定性影响。 第四章：点缺陷的热力学与统计 点缺陷是材料科学中最基本的非完美结构单元。本章从热力学的角度出发，分析了空位和间隙原子的形成能和平衡浓度。我们将运用阿累尼乌斯（Arrhenius）关系来描述温度对缺陷浓度的影响，并探讨如何通过掺杂等方式有效控制点缺陷的类型与数量。对于离子晶体，我们将引入维肯德（Schottky）和弗伦克尔（Frenkel）缺陷对。 第五章：线缺陷（位错）与塑性形变 位错是导致金属和其他晶体材料发生塑性变形的根本原因。本章详细阐述了边缘位错和螺旋位错的几何结构、特征向量（Burgers Vector）的确定，以及它们周围的应力场分布。关键内容包括位错线的运动机制——攀移和滑移，以及位错间的相互作用，如缠结和湮灭。最后，我们将讨论如何通过引入第二相粒子或位错源来强化材料（如固溶强化和加工硬化）。 第六章：面缺陷与体缺陷的电子效应 本章讨论了晶界、堆垛层错等面缺陷，以及析出物等体缺陷。对于功能材料而言，这些缺陷会显著改变电子能带结构和电荷输运。我们将分析晶界对电荷载流子散射的影响，以及在半导体中，杂质原子（取代型与间隙型）如何作为受主或施主，控制材料的导电类型和载流子浓度。 --- 第三部分：晶体的热学、力学与电学性质 基于前两部分的结构和缺陷基础，本部分深入探讨晶体材料的本征物理性质。 第七章：晶格振动与热力学函数 晶格振动（声子）是理解晶体热学性质的核心。本章首先从牛顿定律出发，推导出简单线性链模型的色散关系。随后，我们将推广到三维晶体，引入布里渊区（Brillouin Zone）的概念，并阐述声学支和光学支的物理意义。重点在于计算比热容（德拜模型和爱因斯坦模型）以及导热系数，解释声子在晶格内如何散射热量。 第八章：弹性理论与宏观力学响应 本章将材料力学与晶体学结合起来。我们定义了应力和应变张量，并探讨了弹性常数张量在不同晶体系统中的简化形式（如杨氏模量、剪切模量）。重点分析了单晶体在不同方向上的应力-应变响应，以及各向异性对材料设计的影响。 第九章：电荷传输与本征电学性质 本章从宏观电流密度和微观载流子运动的角度，系统分析晶体的电导率。我们将探讨欧姆定律在晶体材料中的微观起源，并详细分析电子和空穴的漂移运动。关键内容包括载流子迁移率的温度依赖性，以及霍尔效应的测量原理及其在确定载流子浓度和符号中的应用。 --- 第四部分：功能晶体材料导论 本部分将理论知识应用于特定类型的先进功能晶体材料，展示结构决定性质的强大能力。 第十章：磁性晶体与交换相互作用 磁性材料的性质源于电子的自旋排列。本章首先回顾朗之万（Langevin）和泡利（Pauli）顺磁理论，随后重点分析铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性的微观机制——交换相互作用。我们将讨论海森堡模型（Heisenberg Model）的基本形式，并解释畴壁结构和磁滞回线的形成。 第十一章：铁电体与介电响应 铁电材料在电场下表现出可逆的自发极化。本章详细考察了电极化张量，并解释了铁电性在特定晶体结构中的起源（如软化声子模式）。我们将讨论居里-外斯定律，并分析反铁电性和弛豫铁电体的特性。 第十二章：半导体异质结与界面物理 在现代电子器件中，不同半导体材料的界面至关重要。本章分析了异质结的能带对齐方式（I型、II型、III型），以及界面处的电势分布。我们将探讨肖特基势垒的形成机理，并简要介绍如何利用能带工程设计双极晶体管和光电器件的基本原理。 --- 全书的编写风格力求清晰、逻辑严密，通过整合几何学、统计力学和量子力学概念，使读者能够构建一个从原子排列到宏观器件性能的完整认识框架。

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当我看到《Lattice Dynamics and Semiconductor Physics》的书名，我的思绪立刻被带入了一个既宏观又微观的科学殿堂。晶格动力学，这个词本身就透露出一种关于物质结构稳定性和动态演变的深刻洞察。我猜想，书中会详细介绍描述原子如何在晶体中振动的各种模型，比如简谐近似，以及这些振动如何以集体波的形式传播，即声子。而半导体物理，则是现代科技发展的核心驱动力之一，它的理解直接关系到我们对信息技术、能源技术乃至生物技术的认知。我特别好奇，这本书将如何连接晶格的“振动”与半导体的“导电”特性。书中是否会深入探讨声子在载流子散射过程中的关键作用，以及如何利用晶格动力学的知识来优化半导体器件的性能，比如提高载流子迁移率或减少能量损耗？我期待着这本书能够提供清晰的物理图像和严谨的数学推导，让我能够理解这些基本原理是如何转化为实际应用的，并且能够感受到科学研究的严谨与魅力。

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当我看到《Lattice Dynamics and Semiconductor Physics》这个书名时，我脑海中立刻浮现出了一系列关于微观粒子和能量交换的画面。晶格动力学，这个词本身就带有一种“运动”和“协同”的韵味，让人联想到原子在晶体中是如何振动、传递能量的，这种集体振动是否就像是物质世界的“脉搏”？而半导体物理，则是我们这个电子时代的灵魂所在，没有它，我们今天所享受的便捷生活将无从谈起。我特别想知道，作者是如何将晶格的“运动”与半导体的“导电”这两个概念编织在一起的。这本书是否会从最基本的声学和光学声子的概念入手，然后解释它们如何影响载流子的散射和输运？我猜想，书中可能还会触及到一些高级的话题，比如缺陷对晶格动力学和半导体特性的影响，或者不同晶型半导体材料的特有性质。我非常希望这本书能够提供清晰的逻辑链条，让我这个非专业读者也能窥探到其中的精妙之处，理解那些塑造了我们现代世界的科学原理。

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《Lattice Dynamics and Semiconductor Physics》这个书名，就像是一张充满未知的地图，指向了物质世界深处的两个重要交叉点。晶格动力学，听起来就充满了精确的数学和物理推导，它描绘了构成固体物质的基本框架——原子——是如何在三维空间中以某种规律性的方式运动的。而半导体物理，则是这个框架在电子层面的延伸，它解释了为何有些材料在绝缘体和导体之间游走，以及如何通过掺杂、外加电场等手段来控制它们的导电性能。我尤其对两者之间的关联感到好奇。书中是否会详细阐述声子（晶格振动的量子）是如何影响电子的行为，例如声子散射如何限制载流子的迁移率，或者声子-激子相互作用如何产生独特的光学现象？我期待这本书能够提供一个从宏观到微观，从结构到功能的完整视角，帮助我理解半导体器件的性能极限，以及如何通过调控晶格动力学来设计新型半导体材料。这本书的名字就预示着一场关于能量、运动和物质本质的深刻探索。

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这本书的名字《Lattice Dynamics and Semiconductor Physics》瞬间就吸引了我，虽然我不是这个领域的专家，但光从书名就感觉它包裹着严谨的科学理论和深邃的物理世界。我总觉得，理解材料的晶格动力学，就像是掌握了物质世界的底层语言，它解释了为何某些材料会呈现出我们所熟知的特性，比如导电性、光学响应，甚至结构稳定性。而半导体物理，更是现代科技的基石，从我们日常使用的芯片到各种尖端的光电子器件，无不与它息息相关。我很好奇，这本书是如何将这两大看似独立却又紧密相连的领域融合在一起的。我设想着，它可能会从晶格振动的微观模型讲起，逐步深入到如何这些振动影响电子的能带结构，进而解释半导体材料的导电机制。也许还会涉及到声子-电子相互作用，以及这些相互作用在热电效应、光电转换等现象中的作用。我对于书中是否会包含一些前沿的计算方法或实验技术也充满了期待，毕竟，理论的魅力离不开现实的验证和应用。总而言之，这本书的题目就如同一扇门，引人遐想，期待着在其中探索物质世界的奥秘。

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《Lattice Dynamics and Semiconductor Physics》这个书名，仿佛是一个引人入胜的科学探险的邀请函。晶格动力学，这个词汇本身就充满了关于物质构成和内部运动的奥秘。我能想象到，书中会详细讲解原子如何在晶体结构中以特定的模式振动，这些振动是如何传播的，以及它们如何影响材料的宏观性质，例如热容、弹性模量等。而半导体物理，则是我们这个时代不可或缺的技术基石，它揭示了电子在特定材料中如何表现出介于导体和绝缘体之间的奇妙特性。我最感兴趣的是，这本书如何将这两种看似独立的学科融合在一起，揭示它们之间深层的联系。我猜测，书中可能会深入探讨声子（晶格振动的量子）与电子之间的相互作用，比如如何通过声子散射来影响载流子的输运，以及如何在某些情况下，声子甚至可以诱导或增强半导体的导电性。我希望这本书能够提供一个清晰的理论框架，让我能够理解这些基础概念是如何支撑起现代半导体器件的运作原理，并期待其中能包含一些关于新材料开发或器件设计方面的思路。

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