液晶物理學(第二版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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P. G. de Gennes，J. Prost 著

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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040476224

商品編碼：14021125566

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-06-01

基本信息

書名：液晶物理學(第二版)

：119.00元

作者：P. G. de Gennes, J. Prost 孫政

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2017-06-01

ISBN：9787040476224

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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導語_點評_推薦詞

內容提要

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本書譯自德熱納和J.Prost閤著的The Physics of Liquid Crystals，Second Edition。本書係統地總結和概括瞭液晶物理學的理論基礎和重要課題，詳細討論瞭液晶的四種主要類型——嚮列相、膽甾相、近晶相和柱狀相的結構、有序性、相變、缺陷和織構以及彈性性質、光學性質、電學性質、磁學性質、錶麵性質和流體力學性質等。本書高屋建瓴，內容廣泛，理論推導嚴格、簡潔，物理思想深刻、清楚，並且整理瞭許多實驗結果。*版一經齣版，立即受到國際液晶界的高度推崇和歡迎，被譽之為液晶界的“聖經”，成為液晶研究領域的一部性的**著作。第二版增加瞭大量的數學推演，這也使得本書在理論上更加嚴謹。本書既可作為高等院校有關專業的教師、研究生和大學生的教學參考書，也可作為從事與液晶有關的研究人員和工程技術人員的參考讀物。

目錄

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作者介紹

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皮埃爾-吉耶?德熱納

文摘

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序言

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好的，這是一份關於《非晶態半導體物理學導論》的圖書簡介，內容詳盡，旨在介紹該領域的核心概念、研究進展和實際應用，並且完全不涉及《液晶物理學（第二版）》中的任何內容。 --- 《非晶態半導體物理學導論》 內容提要 本書是為物理學、材料科學、電子工程等相關領域的學生、研究人員和工程師撰寫的一本全麵、深入的導論性教材。它係統地介紹瞭非晶態半導體材料的基礎物理原理、獨特的結構特性、輸運機製、光電行為以及在現代電子器件中的關鍵應用。 與傳統的晶體半導體（如矽晶體）不同，非晶態半導體缺乏長程有序的晶格結構，其原子排列呈現齣短程有序性。這種本質上的無序性賦予瞭材料獨特的電子結構和輸運特性，使得它們在柔性電子、大麵積光伏、薄膜晶體管和傳感器等領域展現齣巨大的應用潛力。《非晶態半導體物理學導論》旨在為讀者提供理解和掌握這些特性的理論框架和實驗洞察。 全書內容涵蓋瞭從基本概念建立到前沿研究方嚮的多個層麵，結構清晰，邏輯嚴謹，旨在使讀者不僅能夠理解現有的非晶態半導體器件，還能為未來的材料設計和器件優化奠定堅實的理論基礎。 --- 第一部分：非晶態結構與電子態基礎 本部分首先確立瞭非晶態半導體的基本概念，並將其與晶體半導體進行對比，突齣結構無序帶來的影響。 第一章：從有序到無序：結構基礎 本章詳細闡述瞭原子無序的數學描述和實驗錶徵方法。我們將探討長程有序（LRO）與短程有序（SRO）的區彆，以及玻璃態和聚閤物態等不同形態的非晶態物質的特性。內容重點包括： 結構模型的建立： 隨機網絡模型（Random Network Model）、區域模型（Configurational Models）和分子動力學模擬在理解非晶結構中的應用。 實驗錶徵技術： 如何利用X射綫衍射（XRD）、中子散射（Neutron Scattering）和高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）來解析短程結構信息。 第二章：能帶結構與局域態密度（DOS） 非晶態結構的缺失導緻能帶結構不再由布洛格定理描述，取而代之的是能帶內（In-band）和帶隙內（Gap）的局域電子態。本章深入剖析這一核心差異： 費爾米能級與帶隙的重定義： 討論在無序體係中，如何定義有效帶隙、費爾米能級的位置及其與摻雜的關係。 局域態的分類： 重點介紹深能級缺陷態（Deep Defect States），特彆是懸掛鍵（Dangling Bonds）和錯配鍵（Misbonded States），它們對載流子俘獲和復閤至關重要。 鮑德溫-莫特理論（Mott-Hubbard Theory）的引入： 用於描述電子在強局域化環境下的行為。 安德森局域化（Anderson Localization）： 闡釋在極度無序情況下，電子波函數如何局域化，以及對導電性的影響。 --- 第二部分：載流子輸運與光電特性 本部分聚焦於在非晶態半導體中，電子和空穴如何進行傳輸，以及材料對光的響應機製。 第三章：變程跳躍導電機製 由於態密度在帶隙內分散且局域化嚴重，變程跳躍（Variable Range Hopping, VRH）成為非晶態半導體在低溫下的主要導電機製。 莫特（Mott）的VRH模型： 詳細推導$T^{-1/4}$的溫度依賴關係，並討論其物理意義。 希爾（Hill）模型： 探討高能態跳躍（Nearest-Neighbor Hopping）對低溫導電性的修正。 電子-聲子耦閤： 討論極化子（Polaron）的形成及其在跳躍過程中的作用。 第四章：過渡態導電性與活化能機製 在較高溫度下，載流子可以利用熱激發跨越勢壘進行傳輸，這通常錶現為指數依賴的電導率。 經典激活能導電： 考察載流子從深能級缺陷態或價帶尾躍遷到導帶的機製。 傳輸路徑： 區分通過帶尾態（Tail States）的傳輸和通過深能級缺陷態的傳輸，並討論其對電導率的貢獻。 第五章：光吸收、光電導與載流子動力學 非晶態半導體在光電器件中扮演核心角色，本章解析其光物理特性。 光吸收係數： 討論非晶態材料中Urbach尾的起源，即光吸收邊嚮低能方嚮的拖尾現象，及其與價帶尾結構的關係。 光生載流子行為： 深入研究光生電子和空穴在能帶尾和深能級缺陷中的弛豫、俘獲和復閤過程。 載流子漂移與擴散： 介紹非晶態材料中瞬態光電流（Transient Photoconductivity, TPC）技術，用於測量載流子的自由遷移率和壽命，重點討論“時間反演對稱性破缺”對載流子運動的影響。 --- 第三部分：摻雜、缺陷工程與關鍵器件應用 本部分將理論知識應用於實際材料體係和器件設計中，特彆是氫化非晶矽（a-Si:H）和新型氧化物半導體。 第六章：摻雜與載流子濃度調控 與晶體半導體不同，非晶態半導體的摻雜效率和機製更為復雜，通常伴隨著結構弛豫和缺陷的産生。 固有的缺陷問題： 討論氫化矽中氫鈍化機製的有效性。 熱誘導穩定性： 闡述Staebler-Wronski效應（SW效應）——光照或加熱導緻器件性能惡化的現象，並探討其微觀機理（如H原子重分布）。 有效摻雜： 介紹通過引入特定原子（如磷、硼）調控費米能級的技術，以及如何區分摻雜電離與缺陷態的影響。 第七章：關鍵應用：薄膜晶體管（TFTs） 非晶矽（a-Si:H）是製造大麵積顯示器和傳感器的基石。本章聚焦於非晶矽薄膜晶體管的工作原理和性能限製。 TFT結構與工作模式： 討論柵極、源極、漏極的設置，以及載流子在溝道中的輸運。 性能指標分析： 遷移率、閾值電壓、亞閾值擺幅（Subthreshold Swing）與缺陷態密度的關聯。 通道材料的演變： 簡要介紹從a-Si:H到微晶矽（nc-Si:H）再到氧化物半導體（如IGZO）的過渡，及其在提高遷移率方麵的優勢。 第八章：光伏器件與光電傳感器 非晶態半導體是廉價、大麵積太陽能電池的首選材料之一。 p-i-n結太陽能電池結構： 詳細分析光吸收層（i區）、載流子分離層（p/n區）的能帶匹配。 載流子收集效率： 探討由於缺陷復閤導緻的開路電壓（$V_{oc}$）損失和短路電流（$J_{sc}$）下降。 光電導應用： 介紹基於非晶矽的圖像傳感器（如醫療X射綫探測器）的工作原理，強調其對光敏感性強的特性。 --- 附錄與拓展閱讀 附錄包含關鍵的物理常數、常用的譜學方法數據解讀，以及用於計算能帶尾態和深能級態的量子力學模型簡化。拓展閱讀部分推薦瞭該領域具有裏程碑意義的經典文獻和最新的綜述文章，引導讀者進行更深入的研究。 本書特色： 1. 深度與廣度兼顧： 覆蓋從基礎理論到前沿器件的全部關鍵知識點。 2. 注重物理圖像： 通過清晰的圖錶和具體的物理模型，幫助讀者建立對無序體係獨特電子行為的直觀理解。 3. 與實驗緊密結閤： 每一理論章節後都關聯到關鍵的實驗錶徵技術和器件性能分析。 通過研讀本書，讀者將掌握分析和設計基於非晶態半導體的下一代電子和光電器件所必需的全麵知識體係。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事風格非常嚴謹且具有曆史縱深感。它不僅僅是羅列公式，更像是在講述一個學科的發展史。例如，在介紹彈性常數時，它會追溯到Oseen和Frank在20世紀初期的經典理論，然後逐步引入現代的電場耦閤項。對於電光效應的討論，作者非常細緻地處理瞭高頻和低頻下的介電響應，強調瞭分子內電子雲在不同時間尺度下的極化特性，這涉及到復雜的弛豫機製。我尤其欣賞它對納米結構液晶的關注，探討瞭當尺度接近分子間距時，經典的連續介質理論如何失效，以及需要引入的錶麵能量密度梯度項。這種對理論適用範圍的清晰界定，避免瞭初學者在應用模型時産生誤區。全書的排版和公式推導清晰可辨，盡管內容艱深，但良好的組織結構確保瞭讀者可以循序漸進地攻剋每一個技術難點。讀完後，感覺不僅僅是掌握瞭一門技術，更是對凝聚態物理中“序”與“漲落”的辯證關係有瞭更深層次的理解。

評分☆☆☆☆☆

我發現這本書在計算模擬方法的介紹上非常超前和實用。在現代物理研究中，分子動力學（MD）和濛特卡洛（MC）模擬是驗證理論預測的利器。作者專門用瞭一整章的篇幅來介紹如何為液晶分子建立閤適的力場參數，特彆是對於各嚮異性分子（如棒狀或圓盤狀）的慣性張量和轉動慣量的計算。書中展示瞭如何使用標準的MD軟件包（如LAMMPS或GROMACS）來模擬溫度驅動下的相變過程，並對比瞭NVT係綜和NPT係綜對結果的影響。這對於我的數值計算課程作業提供瞭極佳的案例。另外，關於激光與液晶的相互作用，它深入探討瞭光熱效應和光緻各嚮異性引起的反饋機製，這對開發光控光學元件至關重要。例如，它解釋瞭在強激光照射下，液晶的摺射率是如何被光本身改變的，這在非綫性光學領域是非常前沿的話題。總而言之，這本書將理論物理、實驗技術和計算工具完美地融閤在一起，展示瞭液晶物理學的全景圖。

評分☆☆☆☆☆

這本教材的講解深入淺齣，對於理解液晶的微觀結構和宏觀電光效應之間的聯係，提供瞭非常清晰的脈絡。作者在闡述嚮列相、層列相和膽甾相這些基本液晶態時，不僅給齣瞭晶格排列的幾何描述，還引入瞭描述這些序參量的數學工具，比如張量分析。尤其讓我印象深刻的是對光散射理論的介紹，從理論的推導到實驗觀測的對比都非常詳盡。很多其他書籍往往隻是簡單提及光散射的現象，而這裏則花瞭大量篇幅講解動態光散射（DLS）在確定液晶分子弛豫時間和相關函數方麵的應用，這對於研究生階段的深入研究至關重要。此外，關於液晶顯示器（LCD）的工作原理部分，它不僅僅停留在簡單的TN（扭麯嚮列）模式，而是係統地分析瞭IPS、VA等先進技術背後的物理機製，包括電場作用下摺射率橢球的鏇轉動力學。如果說有什麼不足，可能是對於新型鐵電液晶和反鐵電液晶的介紹略顯單薄，但考慮到全書的廣度和深度，這已是瑕不掩瑜。對於希望紮實掌握液晶物理核心理論的物理專業學生和研究人員來說，這本書絕對是案頭必備的參考書。

評分☆☆☆☆☆

作為一名材料科學背景的初學者，我最初對量子力學和光學基礎知識掌握得不錯，但對液晶的“軟物質”特性感到陌生。這本書在分子間相互作用勢的建模方麵做得非常齣色，清晰地區分瞭硬核排斥、介電各嚮異性誘導的偶極-偶極相互作用以及範德華力對液晶有序性的貢獻。它沒有直接跳躍到平均場理論，而是先用易於理解的統計力學方法構建瞭配對函數，然後自然地過渡到著名的巴黎爾（Paris-de Gennes）模型。這種由微觀到介觀的構建路徑，極大地幫助我建立瞭物理圖像。書中的圖示設計也值得稱贊，特彆是那些描述分子在熱力學漲落下取嚮隨機化的示意圖，比文字描述更具衝擊力。更重要的是，它對液晶的拓撲缺陷——這種獨特的結構——進行瞭係統的分類和分析，解釋瞭為什麼在某些低維體係中會形成渦鏇和反渦鏇，以及它們在能量上的穩定性。這種對拓撲特性的強調，讓液晶的物理學不僅僅停留在光學響應層麵，更提升到瞭拓撲凝聚態物理的高度。

評分☆☆☆☆☆

我是在實驗中遇到瓶頸時翻閱這本書的，它的實用性遠超我的預期。我們團隊正在開發一種基於場誘導相變的傳感器，核心就在於如何精確控製和測量界麵處的臨界電場強度。這本書中關於界麵效應和錶麵錨定能的章節，提供瞭極其詳盡的理論模型，特彆是對Freedericksz轉變閾值電壓的修正項進行瞭細緻的討論，這直接幫助我們優化瞭電極設計參數。它不像一些純理論著作那樣隻停留在理想化的無限大薄膜模型上，而是非常務實地討論瞭有限尺寸效應和電極對場分布的畸變影響。書中對溫度梯度和流體力學部分的處理也頗具洞察力，盡管液晶的粘滯性常常被視為一個煩人的參數，但作者巧妙地將其與電場誘導的扭麯擴散方程結閤起來，展示瞭耦閤效應的復雜美感。我特彆喜歡它在腳注和附錄中穿插的經典文獻引用，這使得我們可以追溯到某些關鍵公式的最早來源，對於撰寫高水平論文時進行背景調研非常有幫助。這本書更像是一位經驗豐富的老教授，在關鍵時刻為你指點迷津，而不是生硬地灌輸知識點。