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第一章 晶体结构 3

1．1原子的周期性列阵 3

1．1．1点阵平移矢量和点阵 3

1．1．2对称操作 4

1．1．3基元和晶体结构 6

1．1．4点阵初基晶胞 8

1．2点阵的基本类型 8

1．2．1二维点阵类型 11

1．2．2三维点阵类型 13

1．3晶面指数系统 17

1．4简单晶体结构 20

1．4．1氯化钠结构 21

1．4．2氯化铯结构 22

1．4．3六角密堆积结构 23

1．4．4金刚石结构 25

1．4．5立方硫化锌结构 26

1．4．6六角硫化锌（纤锌矿）结构 27

1．5非理想晶体结构的出现 29

1．5．1无规堆垛和多型性 29

1．6玻璃体 30

1．7晶体结构资料的汇集 31

小结 34

习题 35

参考文献 36

第二章 晶体衍射和倒易点阵 38

2．0．1入射束 38

2．0．2布喇格定律 41

2．1实验衍射方法 43

2．1．1劳埃方法 43

2．1．2旋转晶体方法 45

2．1．3粉末方法 49

2．2散射波振幅的推导 49

2．2．1傅里叶分析 50

2．2．2倒易点阵矢量 51

2．2．3衍射条件 53

2．3布里渊区 56

2．3．1简单立方点阵的倒易点阵 59

2．3．2体心立方点阵的倒易点阵 60

2．3．3面心立方点阵的倒易点阵 62

2．4基元的傅里叶分析 64

2．4．1体心立方点阵的结构因子 65

2．4．2面心立方点阵的结构因子 66

2．4．3原子形状因子 68

2．5反射谱线对温度的依赖关系 70

小结 74

习题 75

参考文献 80

第三章 晶体结合 82

3．1惰性气体的晶体 82

3．1．1范德瓦尔斯-伦敦相互作用 87

3．1．2排斥相互作用 90

3．1．3平衡点阵常数 92

3．1．4内聚能 94

3．1．5压缩率和体积弹性模量 95

3．2离子晶体 97

3．2．1静电能或马德隆能 98

3．2．2马德隆常数的计算 101

3．3共价晶体 105

3．4金属晶体 109

3．5氢键晶体 109

3．6原子半径 110

3．6．1四面体共价半径 113

3．6．2离子晶体半径 113

小结 114

习题 115

参考文献 117

第四章 声子Ⅰ——点阵振动 119

4．1单原子点阵的振动 119

4．1．1第一布里渊区 123

4．1．2群速 124

4．1．3长波极限或连续统极限 125

4．1．4由实验导出力常数 126

4．2每个初基胞含有两个原子的点阵 126

4．3点阵振动的量子化 131

4．4声子动量 133

4．5声子对中子的非弹性散射 135

小结 136

习题 137

参考文献 140

第五章 声子Ⅱ——热学性质 142

5．1点阵热容 142

5．1．1爱因斯坦模型 145

5．1．2简正模式的计数法 146

5．1．3一维情况下的模式密度 146

5．1．4三维情况下的模式密度 150

5．1．5实例：？（ω）的普遍表达式 151

5．1．6点阵热容的德拜模型 153

5．2非谐晶体相互作用 157

5．2．1热膨胀 159

5．3热传导 160

5．3．1点阵热阻率 163

5．3．2倒逆过程 166

5．3．3缺陷 167

习题 170

参考文献 172

第六章 自由电子费密气体 176

6．1一维情况下的能级和轨道密度 176

6．2温度对费密一狄喇克分布的影响 178

6．3三维情况下的自由电子气 179

6．4电子气的热容 183

6．4．1金属热容的实验结果 185

6．5电导率和欧姆定律 187

6．5．1金属电阻率的实验结果 190

6．6磁场中的运动 192

6．6．1霍尔效应 193

6．7金属的热导率 196

6．7．1热导率对电导率之比 197

习题 199

参考文献 202

第七章 能带 204

7．1近自由电子模型 204

7．1．1能隙的起因 206

7．2布洛赫函数 208

7．3克朗尼格-朋奈模型 209

7．4周期势场中电子的波动方程 211

7．4．1电子的晶体动量 215

7．4．2中心方程的解 216

7．4．3布里渊区边界附近的近似解 218

7．5能带中轨道的数目 221

7．5．1金属和绝缘体 222

小结 223

习题 224

参考文献 226

第八章 半导体晶体 230

8．1能带隙 230

8．2运动方程 233

8．2．1公式hdk/dt=F的更完整的推导 234

8．2．2空穴 236

8．2．3有效质量 239

8．2．4有效质量的物理基础 241

8．2．5半导体中的有效质量 243

8．2．6硅和锗 247

8．3本征载流子浓度 249

8．3．1本征区域中的迁移率 252

8．4杂质导电性 253

8．4．1施主和受主的热电离 257

8．4．2杂质存在时的迁移率 258

8．5半导体中的温差电效应 259

8．6半金属 261

8．7非晶态半导体 261

8．8 p-n结 262

8．8．1整流 264

8．8．2太阳电池和光生伏打检测器 265

8．8．3肖特基势垒 266

8．8．4耿氏效应振荡器 267

小结 268

习题 269

参考文献 271

第九章 费密面和金属 278

9．1费密面的构成 278

9．2电子轨道、空穴轨道和开放轨道 283

9．3能带的计算 285

9．3．1能带计算的紧束缚法 286

9．3．2维格纳-赛茨法 291

9．3．3赝势 294

9．4费密面研究的实验方法 297

9．4．1磁场内轨道的量子化 297

9．4．2德哈斯-范阿耳芬效应 299

9．5电阻率 308

小结 309

习题 310

参考文献 313

10．1电子气体的电介函数 315

第十章 等离激元、极化激元和极化子 315

10．1．1等离子体光学 316

10．1．2电磁波的色散关系 318

10．1．3等离子体中的横光学模 319

10．1．4纵等离子体振荡 321

10．2等离激元 322

10．3静电屏蔽 325

10．3．1莫特金属-绝缘体转变 329

10．3．2金属中的屏蔽和声子 331

10．4极化激元和LST关系 332

10．5电子-电子相互作用：费密液体 341

10．6电子-声子相互作用：极化子 345

10．7线型金属的派尔斯失稳性 348

小结 351

习题 351

参考文献 355

第十一章 光学过程和激子 357

11．1光学反射比 357

11．1．1克喇末-克朗尼格关系 358

11．1．2带间电子跃迁 365

11．2激子 367

11．2．1夫伦克耳激子 370

11．2．2弱束缚激子 376

11．2．3激子凝聚为电子-空穴液滴 377

11．3晶体中的喇曼效应 379

11．3．1用X射线得出的电子谱 383

11．4快速粒子在固体中的能量损失 384

小结 387

习题 388

参考文献 391

12．1实验概述 394

第十二章 超导电性 394

12．1．1超导电性的出现 395

12．1．2磁场引致超导电性的破坏 397

12．1．3迈斯纳效应 398

12．1．4热容 402

12．1．5能隙 402

12．1．6微波性质和红外性质 406

12．1．7同位素效应 406

12．2理论概述 407

12．2．1超导转变热力学 408

12．2．2伦敦方程 411

12．2．3相干长度 414

12．2．4超导电性的BCS理论 416

12．2．5超导环内的磁通量子化 419

12．2．6持续电流的存在时间 422

12．2．7第Ⅱ类超导体 423

12．2．8单粒子隧道贯穿现象 428

12．2．9约瑟夫森超导体隧道贯穿现象 430

小结 435

习题 436

参考文献 439

第十三章 电介质与铁电体 443

13．1宏观电场 443

13．1．1退极化场E1 445

13．2原子位置上的局部电场 447

13．2．1洛伦兹场E2 450

13．2．2空腔内诸偶极子的场E3 450

13．3电介常数与电极化率 451

13．3．1电子极化率 453

13．4铁电晶体 455

13．4．1铁电晶体的分类 457

13．5极人强度突变 461

13．5．1相变的朗道理论 463

13．5．2二级相变 464

13．5．3一级相变 465

13．6软光学声子 467

13．6．1反铁电性 469

13．6．2铁电畴 470

13．6．3压电性 472

13．6．4铁弹性 473

小结 474

习题 475

参考文献 478

第十四章 抗磁性与顺磁性 481

14．1朗之万抗磁性方程 481

14．2顺磁性 483

14．3顺磁性的量子理论 484

14．3．1稀土离子 488

14．3．2洪德法则 489

14．3．3铁族离子 490

14．3．5轨道角动量猝灭 492

14．3．4晶场劈裂 492

14．4顺磁盐绝热去磁致冷 493

14．4．1核去磁 495

14．5传导电子的顺磁磁化率 496

小结 499

习题 500

参考文献 504

第十五章 铁磁性和反铁磁性 505

15．1铁磁序 505

15．1．1居里点和交换积分 505

15．1．2饱和磁化强度对温度的依赖关系 510

15．1．3绝对零度下的饱和磁化强度 512

15．2磁振子 515

15．2．1磁振子的热激发 519

15．3中子磁散射 520

15．4亚铁磁序 523

15．4．1亚铁磁体的居里温度和磁化率 526

15．5反铁磁序 529

15．5．1奈耳温度以下的磁化率 532

15．5．2反铁磁性磁振子 534

15．6铁磁畴 535

15．6．1各向异性能 538

15．6．2畴间的过渡区域 539

15．6．3磁畴的起因 541

15．6．4矫顽力和磁滞 543

15．6．5磁泡畴 544

小结 545

习题 546

参考文献 548

16．1核磁共振 551

第十六章 磁共振和微波激射器 551

16．1．1运动方程 552

16．2线宽 559

16．2．1运动致窄 560

16．3超精细劈裂 562

16．3．1例：顺磁性点缺陷 565

16．3．2奈特位移 568

16．4核四极矩共振 569

16．5铁磁共振 570

16．5．1铁磁共振的形状效应 572

16．5．2自旋波共振 573

16．6反铁磁共振 575

16．7电子顺磁共振 577

16．7．1交换致窄 577

16．7．2零场劈裂 578

16．8微波激射作用原理 578

16．8．1三能级微波激射器 580

16．8．2红宝石激光器 582

16．8．3半导体结型激光器 583

小结 584

习题 585

参考文献 587

第十七章 点缺陷与合金 589

17．1点阵空位 589

17．2扩散 594

17．2．1金属 597

17．3色心 598

17．3．1F心 598

17．3．2卤化碱晶体中的其他色心 600

17．4合金 602

17．4．1磁性合金和近藤效应 608

17．5有序-无序转变 610

17．5．1有序化的基本理论 613

习题 616

参考文献 617

第十八章 位错 619

18．1单晶体的切变强度 619

18．1．1滑移 621

18．2位错 623

18．2．1伯格斯矢量 626

18．2．2位错的应力场 627

18．2．3低角晶界 629

18．2．4位错密度 631

18．2．5位错增殖和滑移 634

18．3合金的强度 636

18．4位错与晶体生长 639

18．4．1晶须 641

习题 642

参考文献 643

数值表 644