材料的电子特性（第3版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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R.E.Hummel 著

图书标签:

• 材料物理
• 凝聚态物理
• 电子学
• 半导体物理
• 材料科学
• 固态物理
• 电子特性
• 材料性质
• 物理学
• 工程学

出版社： 世界图书出版公司

ISBN：9787506265898

版次：3

商品编码：10914239

包装：平装

出版时间：2003-11-01

用纸：胶版纸

页数：438

内容简介

Books are seldom finished. At best, they are abandoned. The second edition of "Electronic Properties of Materials" has been in use now for about seven years. During this time my publisher gave me ample opportunities to update and improve the text whenever the book was reprinted. There were about six of these reprinting cycles. Eventually, however, it became clear that substantially more new material,had to be added to account for the stormy developments which occurred in the field of electrical, optical, and magnetic materials. In particular, expanded sections on fiat-panel displays （liquidcrystals, electroluminescence devices, field emission displays, and plasma displays） were added. Further, the recent developments in blue- and green-emitting LED's and in photonics are included. Magnetic storage devices also underwent rapid development. Thus, magneto-optical memories, magneto-resistance devices, and new magnetic materials needed to be covered. The sections on dielectric properties, ferroelectricity, piezoelectricity, electrostric-tion, and thermoelectric properties have been expanded. Of course, the entire text was critically reviewed, updated, and improved. However, the most extensive change I undertook was the conversion of all equations to SI-units throughout. In most of the world and in virtually all of the interna-tional scientific journals use of this system of units is required. If today's students do not learn to utilize it, another generation is "lost" on this matter.In other words, it is important that students become comfortable with SI units.

目录

Preface to the Third Edition
Preface to the Second Edition
Preface to the First Edition
PART I Fundamentals of Electron Theory
CHAPTER 1 Introduction
CHAPTER 2 The Wave-Particle Duality
CHAPTER 3 The Schrodinger Epuation
CHAPTER 4 Solution of the Schrodinger Epuation for Four Specific Problems
CHAPTER 5 Energy Bands in Crystals
CHAPTER 6 Electrons in a Crystal

Part II Electrical Properties of Materials
CHAPTER 7 Electrical Conduction in Metals and Alloys
CHAPTER 8 Semiconductors
CHAPTER 9 Electrical Properties of Polymers,Ceramics,Dielectrics,and Amorphous Materials

PART III Optical Properties of Materials
CHAPTER 10 The Optical Constants
CHAPTER 11 Atomistic Theory of the Optical Properties
CHAPTER 12 Quantum Mechanical Treatment of the Optical Properties
CHAPTER 13 Applications

PART IV Magnetic Properties of Materials
CHAPTER 14 Foundations of Magnetism
CHAPTER 15 Magnetic Phenomena and Their Interpertation-Classical Approach
CHAPTER 16 Quantum Mechanical Considerations
CHAPTER 17 Applications

PART V Thermal Properties of Materials
CHAPTER 18 Introduction
CHAPTER 19 Fundamentals of Thermal Properties
CHAPTER 20 Heat Capacity
CHAPTER 21 Thermal Conduction
CHAPTER 22 Thermal Expansion
Appendices
Index

前言/序言

凝聚态物理前沿：从量子力学到先进功能材料 书籍简介： 本书旨在为物理、材料科学、电子工程等领域的学生和研究人员提供一个全面而深入的视角，探讨凝聚态物质的宏观特性与微观机制之间的桥梁。本书内容聚焦于晶格动力学、电子能带理论的精确计算方法、磁性材料的量子描述以及超导现象的最新进展，旨在帮助读者建立扎实的理论基础，并能应用这些知识理解和设计具有特定功能的先进材料。 第一部分：晶格振动与热力学性质 本部分深入剖析了晶体周期性势场中原子格点的集体激发——声子。我们将从牛顿运动方程出发，推导出一维和三维晶格的色散关系，并详细阐述布里渊区的概念及其对材料物理性质的限制性影响。 重点内容包括： 谐振子模型与相互作用： 讨论超越简单谐振子近似的非线性晶格效应，特别是德拜模型（Debye Model）的建立及其在计算比热容方面的优越性，与爱因斯坦模型的对比分析。 声子谱的实验表征： 介绍中子非弹性散射（INS）技术如何直接探测晶格的动态结构，以及拉曼散射和红外吸收如何揭示光学声子模式。 电子-声子耦合（Electron-Phonon Coupling）： 这是理解材料导热性、电阻以及某些机制下超导性的关键。详细分析耦合项的哈密顿量形式，以及它如何导致电子散射和费米面重整化。 第二部分：电子的能带结构与输运理论的精确构建 本部分是全书的核心，致力于解释为何不同材料表现出绝缘体、半导体或金属的特性。我们将超越简单的自由电子模型，引入周期性势场下的电子行为描述。 内容详述： Bloch定理与能带的形成： 深入阐述Bloch波函数的结构，以及如何通过紧束缚近似（Tight-Binding Approximation, TBA）和平面波赝势方法（Pseudopotential Method）来计算电子态的能量和波函数。重点讨论mBJ势和HSE06泛函在提高能带计算精度方面的应用。 费米面与准粒子激发： 详细讲解费米面的几何形状如何决定电输运性质（如霍尔效应、狄维塞极限），以及准粒子理论（Landau Fermi Liquid Theory）如何描述在固体中运动的电子——它们携带的有效质量与自由电子质量的差异。 半导体物理学： 深入探讨直接带隙与间接带隙的物理意义，以及有效质量张量在描述电子和空穴运动中的作用。分析掺杂（N型与P型）如何调控费米能级的位置及其在PN结形成中的关键作用。 输运方程的建立： 从玻尔兹曼输运方程（Boltzmann Transport Equation, BTE）出发，结合弛豫时间近似，推导出电导率、热导率和Seebeck系数的微观表达式，为器件设计提供理论依据。 第三部分：磁性材料的量子力学描述 本部分聚焦于材料中电子的自旋自由度及其相互作用，这是理解磁性行为的基础。 关键主题包括： 描述磁性的基本模型： 详细解析朗之万理论对顺磁性的宏观描述，并转向微观的德鲁德模型在高频下的局限性。核心是伊辛模型（Ising Model）和海森堡交换模型（Heisenberg Model），用于描述晶格点上的局域磁矩的相互作用。 交换作用的起源： 解释泡利不相容原理如何导致不同空间占据的电子间产生交换能，区分铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性的能量学基础。 磁畴与磁滞现象： 引入米尔斯（Mills）理论和畴壁能的概念，解释宏观磁滞回线的形成机制，以及畴壁运动在软磁和硬磁材料中的关键作用。 自旋电子学（Spintronics）基础： 探讨自旋转移力矩（STT）和自旋霍尔效应（SHE）等新兴现象，它们依赖于自旋-轨道耦合（SOC）对电子运动的间接影响，是未来非易失性存储技术的核心。 第四部分：先进功能材料的特例与前沿探索 本部分将前述理论应用于解释和预测非常规材料的独特行为。 强关联电子系统： 讨论Hubbard模型在描述电子间强排斥作用下的Mott绝缘体现象。探讨如何用DMRG（密度矩阵重整化群）等数值方法处理这些难以用传统范式解决的问题。 拓扑材料的电子结构： 介绍拓扑不变量（如Chern数）的概念，解释拓扑绝缘体表面态的保护机制。阐述狄拉克锥和外尔半金属中的线性色散关系如何导致极高的电子迁移率，并具有天然的抗背散射特性。 超导机理的深入探究： 在回顾BCS理论的基础上，重点分析铜氧化物高温超导中的d波配对，以及铁基超导体的复杂费米面结构。引入无能隙超导体和自旋奇性配对的概念，展望室温超导的可能性。 本书的结构设计确保了从基础概念到复杂应用之间的逻辑连贯性，旨在培养读者利用第一性原理思维解决实际材料设计挑战的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本《材料的电子特性（第3版）》的深度简直让人叹为观止，我感觉像是经历了一次对物质微观世界的史诗级探险。作者的叙述方式极其严谨，特别是对量子力学基础概念的阐释，完全没有那种教科书式的枯燥。他巧妙地将复杂的薛定谔方程与实际的晶格振动、电子能带结构联系起来，读起来丝毫没有隔阂感。我特别欣赏其中关于半导体物理的章节，那种对费米能级、载流子输运机制的层层剥离，清晰到仿佛我能亲手操作霍尔效应实验。书中对新型二维材料，比如石墨烯和过渡金属硫化物在电子器件中的潜在应用的讨论，更是紧跟前沿，让人对未来的电子技术充满遐想。尽管内容涉及大量数学推导，但每一步的物理图像都描绘得非常到位，这使得即便是初次接触能带理论的读者，也能在理解数学框架的同时，把握其背后的物理意义。这本书绝不仅仅是一本参考手册，它更像是一本引领思考的指南，激发了我对材料科学更深层次的好奇心。我必须承认，消化完这本书中的每一个细节，都需要极大的耐心和专注，但收获的知识广度和深度绝对值得这份投入。

评分☆☆☆☆☆

与其说这是一本教材，不如说它是一部关于“信息载体”演化史的深度剖析，完全跳出了传统固体物理的框架。这本书对于电磁波在介质中的传播，尤其是非线性光学效应的论述，非常具有启发性。作者对德鲁德模型、洛伦兹模型，乃至更复杂的Kohn-Sham理论的引入和比较，提供了一个多维度的视角来理解材料对光的响应。书中关于光电导、光致发光效率的讨论，不仅涉及到了量子效率的计算，还深入探讨了载流子弛豫时间与材料微观结构之间的复杂关联。最让我印象深刻的是对电子-声子相互作用的详细解析，这部分内容解释了为什么材料的导电率会随着温度变化而呈现出特定的趋势，揭示了能量耗散的根源。这种对“电”和“磁”的综合理解，远远超出了对普通导体或绝缘体的基础认知，它真正搭建了从量子力学到宏观电磁响应的完整桥梁，让读者能以更全局的视野看待材料的功能性。

评分☆☆☆☆☆

说实话，拿到这本《材料的电子特性（第3版）》，我起初还有点担心它是否会过于理论化，毕竟很多教材在追求精确性的同时，牺牲了可读性。然而，这本书的编排结构非常巧妙，它采用了“从宏观现象到微观机理”的渐进式讲解方式，让人感觉每一步的深入都是自然而然的。比如，书中对介电常数和铁电性的介绍，不是简单地给出公式，而是从宏观的电极化现象入手，逐步引入居里-外斯定律，最后深入到晶格结构中的偶极矩和畴壁行为。这种叙事节奏感极强，让学习曲线变得平滑。另外，书中还穿插了一些非常精彩的历史背景介绍和经典实验的重构分析，这让原本抽象的物理概念充满了人情味和历史的厚重感。对于像我这样，更偏爱应用和实验验证的读者来说，这种理论与实践的平衡处理，是这本书最大的亮点之一。它不只是告诉我“是什么”，更重要的是告诉我“为什么是这样”，以及“如何通过实验去验证”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的详尽程度，用“百科全书式”来形容或许都不为过，尤其是在处理缺陷工程和电子输运的非理想情况时，展现了作者深厚的功底。我惊喜地发现，它并没有回避那些在教科书中常常被一带而过的复杂主题，比如位错、间隙原子、点缺陷如何充当散射中心，以及这些缺陷对材料的导电性能和光谱特性的决定性影响。作者对统计力学在电子系统中的应用讲解得尤为透彻，对玻尔兹曼输运方程的推导和应用场景的分析，简直是教科书级别的示范。我尤其关注了书中关于多铁性和磁电耦合效应的最新进展部分，那种对不同晶体对称性和电磁场相互作用的细致建模，让我对设计下一代智能传感器的可能性有了更清晰的认识。阅读过程中，我感觉自己仿佛置身于一个高级研究生的研讨会中，周围的都是该领域的顶尖专家，他们正在用最精确的语言探讨最前沿的问题。尽管需要反复查阅后面的附录来梳理复杂的张量表示，但这正是学术深度所必须付出的代价。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的学术严谨性和对现代材料科学交叉领域的整合能力深表赞赏。第三版的更新非常及时，它不仅保留了经典理论的坚实基础，更引入了大量近十年内新兴的研究热点，比如拓扑绝缘体和超导电性的基础物理解释，这使得这本书的生命力得以延续。作者在处理复杂概念时，会适时地提供直观的比喻和类比，这对于避免读者在知识的海洋中迷失方向至关重要。例如，他对晶体动量守恒的解释，就巧妙地结合了火箭发射时的动量转移，虽然看似简单，却能瞬间理清复杂的物理图像。此外，书中包含的丰富习题集，难度梯度设置合理，从基础概念的巩固到复杂问题的分析，层次分明，非常适合用于自学和深入研究。可以说，这本书是我书架上少有的那种，每隔一段时间拿出来重读，总能发现新的理解亮点的宝藏级别读物。它为任何想在材料电子学领域深耕的人，打下了无可撼动的理论基石。

评分☆☆☆☆☆

开卷有益处,不忘送书人

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内容很系统，由浅入深，安排的很好，还和具体的实例相联系，只是影印的质量略差。

评分☆☆☆☆☆

开卷有益处,不忘送书人

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认真读好书

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课程教材课程教材课程教材课程教材

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课程教材课程教材课程教材课程教材

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如果可以不给1星的话，那我1星都不会给，因为某商城太无耻了

评分☆☆☆☆☆

这本书写了材料的物理性质，光、电、磁、热等性质写得很清楚，像这样的教材，国内很少，虽然是英文版的，英文词汇不难，读起来不是很困难，建议用到的朋友出手买。

评分☆☆☆☆☆

卓yue上面的原版太贵了，影印好多了。