具体描述
《现代晶体化学》是在教育部研究生工作办公室推荐的研究生教材《现代晶体化学——理论与方法》一书的基础上，与时俱进修改补充完善而成的。全书共有十四章。系统介绍了晶体化学的形成和发展，晶体几何学理论，倒易点阵及晶体衍射方向，晶体化学基本原理，晶体生长与晶体合成，晶体结构缺陷，准晶体学基础，单质、氧化物及类似物的晶体化学，硅酸盐晶体化学，配合物晶体的设计与合成，几种新颖配合物的晶体化学，纳米材料晶体化学，晶体的X射线分析，晶体的显微分析等。内容安排符合教学要求，富有启发性，有利于学生素质、能力的培养和提高；理论论证科学，实践性也很强，及时、准确地反映了国内外的先进成果。
《现代晶体化学》适合结晶矿物学、晶体化学、材料科学、应用化学、应用物理等专业的本科生和研究生学习，也可供有关专业的教学和科研人员参考。
《晶体世界探秘：从原子排列到材料性能》 内容简介 本书旨在全面、深入地探讨晶体材料的结构、性质、形成机制及其在现代科技中的广泛应用。它不仅是一本面向材料科学、化学、物理学等相关专业学生的教材，更是一本为科研工作者和工程技术人员提供系统理论基础和前沿视角的参考书。全书结构严谨，逻辑清晰，力求将抽象的晶体学概念与具体的工程应用紧密结合。 第一部分：晶体结构的基础 本书伊始，将晶体结构的基本概念进行系统性梳理。 第一章：晶体与非晶体的本质区别 首先阐述了晶体宏观上的各向异性与微观上的长程有序性。详细介绍了点阵、晶胞、布拉维点阵的概念，并深入解析了十四种布拉维点阵的几何特征及其在不同晶系中的分类。通过大量的实例图示，帮助读者直观理解体心立方（BCC）、面心立方（FCC）和六方紧密堆积（HCP）等基本晶体结构的堆积方式及其对材料性能的初步影响。 第二章：晶体学对称性原理 对称性是理解晶体结构的关键。本章重点讲解了晶体学中的各种对称操作，包括旋转轴、反演中心、反射面对称面以及螺旋轴和滑移面。深入探讨了 Schoenflies 符号和国际符号在描述晶体点群和空间群中的应用。通过对 230 个空间群的系统介绍，读者将掌握描述任何已知晶体结构的精确数学工具，理解晶体学对称性对材料物理性质（如压电性、铁电性）的决定性约束。 第三章：晶体结构衍射分析 本章聚焦于实验手段，特别是 X 射线衍射（XRD）在晶体结构解析中的核心地位。详细讲解了衍射的基本原理——布拉格定律，并阐述了倒易点阵的概念及其在解释衍射斑点位置上的重要性。书中详述了粉末衍射和单晶衍射的技术流程，包括样品制备、数据采集和结构因子计算。此外，还引入了电子衍射和中子衍射作为补充手段，讨论了它们在解决特定结构难题（如轻元素探测、磁性结构分析）中的优势。 第四章：晶体缺陷工程 完美的晶体在自然界中并不存在，缺陷是影响材料宏观性能的主导因素。本章系统分类介绍了晶体中的各种缺陷：点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错，包括刃位错和螺型位错）、面缺陷（晶界、孪晶界）和体缺陷。重点讨论了这些缺陷的形成热力学和动力学，以及它们如何作为塑性变形、扩散、电学和光学性质的中心枢纽。位错理论将结合涉及的应力场和滑移系统进行深入剖析。 第二部分：晶体结构与物理性能的关联 本部分将视角从结构本身转向结构如何决定功能。 第五章：晶体中的键合力与能带理论 晶体的性质源于原子间的相互作用。本章首先回顾了离子键、共价键、金属键和范德华力在晶体结构形成中的作用。随后，引入固态物理学的核心——能带理论。通过紧束缚近似和晶格振动的概念，推导出电子在周期势场中的行为。详细分析了导体、半导体和绝缘体在能带结构上的本质区别，并引入了费米能级、有效质量等关键参数。 第六章：晶格振动与热力学性质 晶格振动（声子）是理解晶体热学和部分电学性质的基础。本章详细推导了晶格振动的色散关系（$omega-mathbf{k}$ 关系），区分了声学支和光学支。在此基础上，建立了德拜模型和爱因斯坦模型，用于计算晶体的比热容。此外，书中还探讨了声子在热导率和热膨胀中的作用机制。 第七章：晶体结构与电学特性 本章聚焦于晶体中的电荷输运现象。对于金属，重点分析了晶体结构（如晶格对称性）对电阻率的影响，以及晶格振动导致的电子散射机制。对于半导体，深入讨论了掺杂对载流子浓度的调控，以及 PN 结的形成与特性，为器件物理奠定基础。此外，还介绍了晶体结构对介电常数、铁电性以及半导体带隙工程的影响。 第八章：磁性晶体结构与磁矩 晶体的磁性行为与其内部电子的排布和晶格几何结构密切相关。本章介绍了几种基本的磁性有序状态，包括铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性。通过平均场理论和交换作用的微观机制，解释了居里温度和奈尔温度的物理意义。同时，探讨了磁性材料中磁畴的形成、磁滞回线的测量与解读。 第三部分：晶体生长、形貌与应用 最后一部分关注晶体的实际制备过程及其在工程领域的应用实例。 第九章：晶体生长与相图 晶体生长是获得具有特定结构和性能材料的必要步骤。本章详细介绍了从气相、液相和固相生长的主要方法，如布里奇曼法、切克劳斯基法（Czochralski process）用于单晶生长，以及水热合成、溶剂热法等。深入剖析了相图（热力学相图和组分相图）在指导晶体生长过程中的关键作用，包括过饱和度控制和杂质偏析问题。 第十章：晶体形貌与表面能 晶体的宏观形貌（晶面指数）由其表面能决定。本章引入了表面物理学概念，解释了不同晶面表面能的差异，并结合 Wulff 定理讨论了晶体在热力学平衡下的稳定形态。此外，详细探讨了晶体生长过程中孪晶、树枝晶等非平衡形貌的形成机理，这对粉末材料的性能至关重要。 第十一章：功能晶体材料案例研究 本书以一系列重要的功能晶体材料作为案例，展示理论知识的应用： 1. 压电与铁电晶体： 分析了如石英、钛酸钡等材料的晶体结构、极化机制以及它们在传感器和存储器件中的应用。 2. 半导体异质结构： 讨论了 III-V 族化合物半导体（如 GaAs, GaN）的晶体生长，及其在激光二极管和高频电子学中的应用，重点涉及晶格失配引起的缺陷控制。 3. 功能氧化物晶体： 探讨了尖晶石结构、钙钛矿结构在催化、超导和磁阻效应中的结构-性能关联。 结语 全书综合运用了群论、热力学、固体物理学等多个学科的工具，旨在为读者构建一个系统而坚实的晶体学知识框架，激励读者在探索新材料和理解材料深层机理的道路上不断前行。
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