本书介绍了凝聚态物理学领域中一些方向的重要进展,内容从相关的基本概念和基本知识出发,由浅入深。全书共十六章,前三章是固体物理学的基本内容,包括晶体结构、晶格振动与声子、能带理论,然后是人工物性剪裁和纳米科技、结构与物性、非线性输运现象、品格非线性振动、锁模现象、磁效应和磁现象、量子霍尔效应、准周期结构、分形结构和分数维、半导体发光和显示、非线性光学材料简介、非共振非线性光学效应、超导和超流,各章内容相对独立,介绍凝聚态物理学中一些进展的基本现象、基本理论和研究方法。
样章试读
目录
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第二版前言
第一版前言
第1章 晶体结构 1
1.1 晶体结构的基本概念 1
1.2 晶列和晶面及其标志 4
1.3 对称操作和点群 5
1.4 7大晶系和14种布拉维格子 9
1.5 倒易点阵 11
1.6 平移对称性和玻恩卡门边界条件 13
附录1 晶体学的产生和发展 15
附录2 青铜器时代到铁器时代的发展 17
思考题和习题 23
参考文献 23
第2章 晶格振动与声子 24
2.1 简谐近似 24
2.2 一维单原子链的晶格振动 25
2.3 一维双原子链的晶格振动 28
2.4 三维晶格振动的一般结论 29
2.5 简正坐标和声子 29
2.6 固体比热 31
2.7 具有在位势的原子链的晶格振动 34
2.8 非简谐效应和非线性晶格 38
附录l 原子链与均匀杆纵振动的色散关系比较 4l
附录2 光频支格波对晶格热容的贡献 44
思考题和习题 47
参考文献 48
第3章 能带理论 49
3.1 布洛赫定理 50
3.2 近自由电子近似 51
3.3 紧束缚近似 58
3.4 能带的对称性 60
3.5 晶体电子的准经典运动 60
3.6 稳恒电场作用下晶体电子的运动和布洛赫振荡 63
3.7 导体、半导体和绝缘体的分类 64
思考题和习题 65
参考文献 66
第4章 人工物性剪裁和纳米科技 67
4.1 超晶格 67
4.2 量子阱和量子线 72
4.3 量子点 80
4.4 磁量子阱 90
4.5 纳米科技 92
附录 斯塔克简介 99
思考题和习题 100
参考文献 100
第5章 结构与物性 102
5.1 结构相变 102
5.2 C60和巴基管 106
5.3 金刚石与石墨的物性对比 114
思考题和习题 115
参考文献 115
第6章 非线性输运现象 116
6.1 耿氏效应和负微分电导现象 116
6.2 超晶格的负微分电导现象 119
6.3 隧道二极管的负微分电导现象 120
6.4 孤子 121
6.5 有机导体 124
思考题和习题 144
参考文献 144
第7章 晶格非线性振动 146
7.1 原子间势能函数 146
7.2 FPU问题 147
7.3 β-FPU原子链 149
7.4 KG原子链 151
思考题和习题 153
参考文献 154
第8章 锁模现象 155
8.1 锁模现象简介 155
8.2 波矢竞争 160
8.3 锁频现象 162
8.4 魔梯 163
8.5 Arnold舌头和魔花 165
思考题和习题 167
参考文献 168
第9章 磁效应和磁现象 169
9.1 磁场中的电子 169
9.2 有理磁场和磁超晶格 170
9.3 稳恒磁场中的Bloch电子和Hofstadter蝴蝶 173
9.4 朗道能级和近自由电子近似的弱场适用性 175
9.5 磁场诱导的金属绝缘体相变 176
9.6 磁泡材料 177
9.7 磁电阻和巨磁电阻 178
9.8 生物磁学简介 182
思考题和习题 188
参考文献 189
第10章 量子霍尔效应 190
10.1 霍尔效应 190
10.2 二维电子体系 194
10.3 自由电子朗道能级 198
10.4 整数量子霍尔效应 199
10.5 分数量子霍尔效应 203
10.6 分数电荷准粒子和分数统计 205
思考题和习题 206
参考文献 206
第11章 准周期结构 207
11.1 准晶体 207
11.2 Fibonacci点阵和准周期结构 213
11.3 准晶体的研究及其物性 217
思考题和习题 217
参考文献 217
第12章 分形结构和分数维 218
12.1 Hausdorff维数定义和分数维 218
12.2 自相似性和标度不变性 226
12.3 分形维数 227
12.4 中国的海岸线有多长 229
12.5 分形及其物理机制 230
12.6 准晶体的自相似性 231
12.7 凝聚态中其他的一些分形结构 231
12.8 分数维方法研究量子阱中的激子和极化子 236
思考题和习题 241
参考文献 241
第13章 半导体发光和显示 242
13.1 半导体发光现象及其几个基本概念 243
13.2 半导体电致发光 245
13.3 半导体平板显示器件 250
13.4 液晶和液晶显示 251
13.5 固体摄像器件CCD 257
13.6 微光像增强器件和夜视仪 259
13.7 固体激光器和量子点激光器 264
思考题和习题 272
参考文献 272
第14章 非线性光学材料简介 273
14.1 介质的极化机制 273
14.2 非线性光学简介 274
14.3 空间孤子 279
14.4 光孤子 280
14.5 光纤和光孤子通信 286
14.6 光子晶体和光子带隙 290
14.7 光子计算机 293
思考题和习题 293
参考文献 293
第15章 非共振非线性光学效应 295
15.1 非线性折射率系数 295
15.2 双光子吸收及其二级微扰理论 298
15.3 半导体中的光斯塔克效应 307
15.4 量子点中的非共振非线性光学效应 315
15.5 z扫描技术 319
思考题和习题 344
参考文献 344
第16章 超导和超流 346
16.1 超导现象 346
16.2 超导体的基本电磁学性质 347
16.3 约瑟夫森效应 348
16.4 氧化物超导体和高温超导 355
16.5 超导的应用 358
16.6 超流 362
思考题和习题 365
参考文献 365