全书共包括22章,基本上涵盖了现代固体物理学的理论基础和重要课题。与之前版本相比,优选版在大部分章节中添加了许多新的问题,并将介电体和铁电体这一章移到了等离体子、电磁偶子和极化子之前,因为讨论后者的光学性质和过程需要了解前者的知识。本书内容丰富、结构完整,物理概念清晰,公式推导和物理过程的描述简洁、清新而独特;此外,作者将实验基础与理论成果进行了有机结合,学术特色突出,引人人胜,流畅易读。本书可作为物理学、材料科学、化学及工程学相关专业高年级本科生或研究生的教材,同时对从事相关领域研究的科技工作者也是一本很有价值的参考书。
目录 章 晶体结构1.1 原子的周期性阵列1.1.1 晶格平移矢量1.1.2 结构基元与晶体结构1.1.3 原胞1.2 晶格的基本类型1.2.1 二维晶格的分类1.2.2 三维晶格的分类1.3 晶面指数系统1.4 简单晶体结构1.4.1 氯化钠型结构1.4.2 氯化铯型结构1.4.3 六角密堆积(hcp)型结构1.4.4 金刚石型结构1.4.5 立方硫化锌型结构1.5 原子结构的直接成像1.6 非理想晶体结构1.6.1 无规堆垛和多型性1.7 晶体结构的有关数据小结习题第2章 晶体衍射和倒格子2.1 晶体衍射2.1.1 布拉格定律2.2.1 傅里叶分析2.2 散射波振幅2.2.2 倒格矢2.2.3 衍射条件2.2.4 劳厄方程2.3 布里渊区2.3.1 简单立方晶格的倒格子2.3.2 体心立方晶格的倒格子2.3.3 面心立方晶格的倒格子2.4 结构基元的傅里叶分析2.4.1 体心立方晶格的结构因子2.4.2 面心立方晶格的结构因子2.4.3 原子形状因子习题小结第3章 晶体结合与弹性常量3.1 惰性气体晶体3.1.1 范德瓦耳斯-伦敦相互作用3.1.2 排斥相互作用3.1.3 平衡晶格常量3.1.4 内聚能3.2 离子晶体3.2.1 静电能或马德隆(Madelung)能3.2.2 马德隆常数的计算3.3 共价晶体3.5 氢键晶体18.1 纳米结构的显微成像技术 33.4 金属晶体3.6 原子半径3.6.1 离子晶体半径3.7 弹性应变的分析3.7.1 膨胀3.7.2 应力分量3.8 弹性顺度与劲度常量3.8.1 弹性能密度3.8.2 立方晶体的弹性劲度常量3.8.3 体积弹性模量与压缩率3.9 立方晶体中的弹性波3.9.1 沿[100]方向的弹性波3.9.2 沿[110]方向的弹性波小结习题第4章 声子(Ⅰ):晶格振动4.1 单原子结构基元情况下的晶格振动4.1.1 布里渊区4.1.2 群速4.1.3 长波极限4.1.4 从实验出发的力常量的推导4.2 基元中含有两个原子的情况4.3 弹性波的量子化4.4 声子动量4.5 声子引起的非弹性散射小结习题第5章 声子(Ⅱ):热学性质5.1 声子比热容5.1.1 普朗克分布5.1.2 简正模的计算方法5.1.3 一维情况下的态密度5.1.5 计算态密度的德拜模型5.1.4 三维情况下的态密度5.1.6 德拜的T3律5.1.7 计算态密度的爱因斯坦模型5.1.8 D(ω)的一般表达式5.2 非谐晶体相互作用5.2.1 热膨胀5.3 导热性5.3.1 声子气的热阻率5.3.2 倒逆过程5.3.3 非理想晶格的情况习题第6章 自由电子费米气6.1 一维情况下的能级6.3 三维情况下的自由电子气6.2 温度对费米-狄拉克分布的影响6.4 电子气的比热容6.4.1 金属比热容的实验结果6.4.2 重费米子6.5 电导率和欧姆定律6.5.1 金属电阻率的实验结果6.5.2 倒逆散射6.6 在磁场中的运动6.6.1 霍尔效应6.7 金属的导热性6.7.1 热导率与电导率之比习题第7章 能带7.1 近自由电子模型7.1.1 能隙的由来7.1.2 能隙的大小7.2 布洛赫函数7.3 克勒尼希-彭尼模型7.4 电子在周期势场中的波动方程7.4.1 关于布洛赫定理的另一种表述形式7.4.2 电子的晶体动量7.4.3 关于中心方程的解7.4.4 倒易空间中的克勒尼希-彭尼模型7.4.5 空格点近似7.4.6 在布里渊区边界附近的近似解7.5 能带中的轨道数目7.5.1 金属和绝缘体习题小结第8章 半导体晶体8.1 带隙8.2 运动方程8.2.1 公式?=F的物理推导8.2.2 空穴8.2.3 有效质量8.2.4 有效质量的物理基础8.2.5 半导体中的有效质量8.2.6 硅和锗8.3 本征载流子浓度8.3.1 本征迁移率8.4 杂质导电性8.4.1 施主态8.4.2 受主态8.5 温差电效应8.4.3 施主和受主的热致电离8.6 半金属8.7 超晶格8.7.1 布洛赫振子8.7.2 齐纳隧道效应小结习题第9章 费米面和金属约化布里渊区图式周期布里渊区图式9.1 费米面的结构9.1.1 近自由电子的情况9.2 电子轨道、空穴轨道和开放轨道9.3.1 能带计算的紧束缚法9.3 能带的计算9.3.2 维格纳-赛茨法9.3.3 内聚能9.3.4 赝势法9.4 费米面研究中的实验方法9.4.1 磁场中的轨道量子化9.4.2 德哈斯-范阿尔芬效应9.4.3 极值轨道9.4.4 铜的费米面9.4.5 磁击穿小结习题0章 超导电性10.1 实验结果概述10.1.1 超导电性的普遍性10.1.2 磁场导致超导电性的破坏10.1.3 迈斯纳效应10.1.4 比热容10.1.5 能隙10.1.6 微波及红外性质10.1.7 同位素效应10.2 理论研究概述10.2.1 超导相变热力学10.2.2 伦敦方程10.2.3 相干长度10.2.5 BCS基态10.2.4 超导电性的BCS理论10.2.6 超导环内的磁通量子化10.2.7 持续电流的存在时间10.2.8 第Ⅱ类超导体10.2.9 涡旋态10.2.10 Hc1和Hc2的估算10.2.11 单粒子隧道效应10.2.12 约瑟夫森超导体隧道贯穿现象10.2.13 直流(DC)约瑟夫森效应10.2.14 交流(AC)约瑟夫森效应10.2.15 宏观量子相干性10.3 高温超导体小结(CGS)习题参考文献1章 抗磁性与顺磁性11.1 朗之万抗磁性方程11.2 单核体系抗磁性的量子理论11.3 顺磁性11.4 顺磁性的量子理论11.4.1 稀土离子11.4.2 洪德
查尔斯?基泰尔 (Charles Kittel)本科阶段在麻省理工学院以及英国剑桥大学卡文迪许实验室学习物理,并在威斯康辛大学获得博士学位。他曾在贝尔实验室固态研究组与约翰?巴丁(John Bardeen)以及威廉?肖克利(William Shockley)一起工作(这两位与沃尔特?布喇顿Walter Brattain因为共同发明了晶体管而获得了1956年的诺贝尔物理学奖)。基泰尔于1951年离开贝尔实验室到伯克利建立了固体物理理论研究组。他的研究领域主要集中于磁学以及半导体物理学。在磁学领域,他发展了铁磁以及反铁磁共振理论以及铁磁畴理论,并拓展了磁极化子布洛赫理论。在半导体物理学领域, 他参与了*一个回旋以及等离子体共振实验并将结果扩展到杂质态理论以及电子空穴液滴凝聚相。查尔斯?基泰尔曾获得三次古根海姆奖学金(Guggenheim fellowships),奥利弗?巴克利 (Oliver Buckley)固体物理奖, 并由于其在物理教学上的杰出贡献获得美国物理教师协会颁发的奥斯特奖章(奥斯特是丹麦物理学家,其因发现电与磁的相互作用而)。查尔斯.基泰尔也是美国国家科学院院士以及美国艺术与科学学院院士。