研究生教学用书 固体量子化学——材料化学的理论基础pdf电子书版本下载

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第一章 晶体的周期性结构与对称性 1

1-1 晶体的空间对称性 1

1.平移对称性 1

2.点对称性 3

3.晶系与Bravais晶格 6

1-2 倒晶格与Brillouin区 9

1.正格矢空间中的晶胞 9

2.Wigner-Seitz元胞 11

3.倒格矢 13

4.Brillouin区 16

1-3 平移群的不可约表示 20

1-4 空间群的不可约表示 23

1.波矢k群及其表示 23

2.空间群的不可约表示 28

1-5 双值空间群 31

1-6 时间反演与磁性空间群 35

1.时间反演算符 35

2.Kramers定理与附加简并度 37

3.磁性空间群 40

1-7 晶体对称性与相变 41

参考文献 45

第二章 能带论基础 47

绪论 47

2-1 晶体中电子态 48

1.Sehr？dinger方程的对称性与能带 48

2.Bloch函数的一般性质 51

2-2 Brillouin区中对称点上态的分类 55

1.简单立方点阵 55

2.相容性关系 58

2-3 自由电子能带 58

1.自由电子模型 59

2.简单立方晶体 60

3.准自由电子近似 61

2-4 紧束缚近似 66

1.忽略重叠积分的情形 66

2.基于S，P态的能带 68

3.重叠积分不为零的情形 72

2-5 正交化平面波法与赝势法 74

1.正交化平面波法 75

2.赝势法 76

2-6 元胞法、缀加平面波法与KKR法 77

1.元胞法 77

2.缀加平面波法 78

3.KKR法 79

参考文献 80

第三章 晶体的分子模型 82

绪论 82

3-1 分子簇模型 83

3-2 簇在晶体中的环境 86

3-3 扩展晶胞的准分子模型 89

1.扩展晶胞及其对称性 89

2.倒格矢空间中的扩展晶胞与Brillouin区 91

3.扩展晶胞的准分子模型 93

参考文献 96

第四章 固体研究中的量子化学方法 97

绪论 97

4-1 电子态计算中的基本近似 97

1.非相对论的分子Hamilton量 97

2.Born-Oppenheimer近似 99

3.轨道近似 101

4-2 分子理论中的自洽场方法 103

1.闭壳层体系的Hartree-Fock-Roothaan方法 104

2.开壳层体系的Hartree-Fock-Roothaan方法 108

3.Mulliken-Ruedenberg近似与ZDO近似 110

4-3 固体研究中的LCAO-CO近似 115

1.原子轨道线性组合的晶体轨道法要点 115

2.分子模型中的LCAO近似 117

3.准分子扩展晶格模型中的Mulliken近似与零微分重叠近似 118

4-4 固体研究中的Xα-方法 123

1.定域化电子密度近似——Hartree-Fock-Slater方程式 123

2.多重散射波Xα-方法 125

3.离散变分Xα-方法 127

4-5 密度泛函理论 128

1.Thomas-Fermi模型 128

2.Hohenberg-Kohn定理 131

3.Kohn-Sham方法 133

4.LDA与LSDA近似 135

4-6 一些具体计算方案 137

1.全电子近似 137

2.赝势法 138

3.Car-Parrinello方法 139

参考文献 141

第五章 低维固体 143

绪论 143

5-1 低维固体的基本特征 144

1.维度性 144

2.Peierls不稳定性 146

3.电荷密度波与自旋密度波 152

4.Kohn异常 155

5.非线性元激发——“孤子”态 156

5-2 一维周期体系的电子态 158

1.简单Hückel模型 159

2.半经验和非经验的LCAO-CO方法 169

3.Green函数方法 172

5-3 低维有机导体 181

1.聚乙炔 181

2.基态非简并的有机导体 197

3.准一维石墨类有机导体 205

4.有机分子元件 207

5-4 其他低维固体 210

1.TTF-TCNQ体系 211

2.聚硫氮 212

3.有机金属络合物 215

参考文献 217

第六章 真实晶体 219

绪论 219

6-1 金属 219

1.金属电子结构的物理模型 220

2.金属电子结构的Xα-法处理 225

3.金属的晶体结构 228

6-2 离子晶体 231

1.离子晶体中的静电作用势 232

2.离子晶体的电子状态 236

6-3 共价晶体 239

6-4 钙钛矿型晶体 241

6-5 非晶态固体 246

1.一维随机Kronig-Penney模型 246

2.Anderson模型 247

参考文献 249

第七章 晶体表面与晶体缺陷 251

绪论 251

7-1 晶体表面的一般性质 251

1.表面能与晶格形状 251

2.悬浮键与表面晶格畸变 252

7-2 金属表面与吸附作用 253

1.金属表面的电子态 253

2.表面吸附的电子态 255

7-3 金属氧化物表面与吸附作用 260

1.金属氧化物的能带结构 260

2.金属氧化物表面的电子态 261

7-4 晶体缺陷 264

1.晶体缺陷的基本性质 264

2.晶体缺陷的电子态 273

参考文献 278

第八章 有机磁性体 279

绪论 279

8-1 磁性体内自旋相互作用理论 280

1.交换相互作用Hamilton量 280

2.超交换相互作用 287

8-2 高自旋有机分子 291

1.Hund规则与NBMO法 291

2.VB法与Heisenberg模型 292

3.自旋极化型MO法与自旋极化效应 294

4.Jij值的从头计算 297

5.自旋离域化效应 298

8-3 高自旋有机聚合物 300

1.一维高自旋有机聚合物 300

2.二维高自旋有机聚合物 302

8-4 高自旋簇合物 303

磁性分子间相互作用的理论 303

8-5 多自由基分子的磁性与相变温度 308

参考文献 312

第九章 有机非线性光学材料 314

绪论 314

9-1 非线性光学极化率理论概要 315

1.极化率张量 315

2.分子电极化率 318

3.二级、三级极化率公式 322

9-2 超极化率的MO法计算 324

9-3 有机非线性光学分子 326

1.大β值的有机分子设计 326

2.大γ值的有机分子设计 332

9-4 有机非线性光学材料 333

1.有机非线性分子簇 334

2.分子间相互作用与分子簇的β值 336

9-5 有机聚合物非线性光学材料 338

1.PDA类材料 338

2.其他高聚物材料 340

9-6 螺旋共轭分子 343

9-7 C60衍生物的NLO性质 347

1.C60吡咯/二茂铁的NLO性质 347

2.C60PY/TTF分子系列的NLO性质 351

3.醌型C60衍生物的NLO性质 351

参考文献 354

第十章 超导电材料与碳纳米材料 357

绪论 357

10-1 氧化物超导体的结晶化学特征 360

1.晶体结构 360

2.若干结晶化学特征 363

10-2 有关超导电性的模型与理论 369

1.几条实验事实 370

2.能带重叠模型 373

3.“孤子”模型 380

4.化学键理论与超导电性 383

10-3 C60与碳笼分子 387

1.C60分子结构与晶体结构 387

2.C60的化学性质 390

3.碳笼分子 393

10-4 C60碱金属化合物的超导电性 395

1.C60晶体的能带结构 396

2.K3C60的能带结构 399

3.K3C60超导电性的探讨 400

10-5 碳纳米管的结构、电子态与性能 402

1.碳纳米管的结构与类型 403

2.碳纳米管的电子态 405

3.碳纳米管的掺杂 411

参考文献 414

附录 417

A.单位、常数与换算因子 417

B.晶体点群与空间群 420

C.Xα方法中的交换相关势 425

D.二次量子化方法 427

E.SSH理论 436

F.量子化学计算中的相对论效应 446

索引 456