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《凝聚态物理学进展（第二版）》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、晶格非线性振动、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。

《凝聚态物理学进展（第二版）》可作为综合大学及其他院校本科生和研究生的教材，也可供有关专业的科研工作者、教师和学生用作参考书，同时可作为高级科普读物。

第二版前言

版前言

第1章 晶体结构

1.1 晶体结构的基本概念

1.2 晶列和晶面及其标志

1.3 对称操作和点群

1.4 7大晶系和14种布拉维格子

1.5 倒易点阵

1.6 平移对称性和玻恩-卡门边界条件

附录1 晶体学的产生和发展

附录2 青铜器时代到铁器时代的发展

思考题和习题

参考文献

第2章 晶格振动与声子

2.1 简谐近似

2.2 一维单原子链的晶格振动

2.3 一维双原子链的晶格振动

2.4 三维晶格振动的一般结论

2.5 简正坐标和声子

2.6 固体比热

2.7 具有在位势的原子链的晶格振动

2.8 非简谐效应和非线性晶格

附录1 原子链与均匀杆纵振动的色散关系比较

附录2 光频支格波对晶格热容的贡献

思考题和习题

参考文献

第3章 能带理论

3.1 布洛赫定理

3.2 近自由电子近似

3.3 紧束缚近似

3.4 能带的对称性

3.5 晶体电子的准经典运动

3.6 稳恒电场作用下晶体电子的运动和布洛赫振荡

3.7 导体、半导体和绝缘体的分类

思考题和习题

参考文献

第4章 人工物性剪裁和纳米科技

4.1 超晶格

4.2 量子阱和量子线

4.3 量子点

4.4 磁量子阱

4.5 纳米科技

附录 斯塔克简介

思考题和习题

参考文献

第5章 结构与物性

5.1 结构相变

5.2 C60和巴基管

5.3 金刚石与石墨的物性对比

思考题和习题

参考文献

第6章 非线性输运现象

6.1 耿氏效应和负微分电导现象

6.2 超晶格的负微分电导现象

6.3 隧道二极管的负微分电导现象

6.4 孤子

6.5 有机导体

思考题和习题

参考文献

第7章 晶格非线性振动

7.1 原子间势能函数

7.2 FPU问题

7.3 β-FPU原子链

7.4 KG原子链

思考题和习题

参考文献

第8章 锁模现象

8.1 锁模现象简介

8.2 波矢竞争

8.3 锁频现象

8.4 魔梯

8.5 Arnold舌头和魔花

思考题和习题

参考文献

第9章 磁效应和磁现象

9.1 磁场中的电子

9.2 有理磁场和磁超晶格

9.3 稳恒磁场中的Bloch电子和Hofstadter蝴蝶

9.4 朗道能级和近自由电子近似的弱场适用性

9.5 磁场诱导的金属-绝缘体相变

9.6 磁泡材料

9.7 磁电阻和巨磁电阻

9.8 生物磁学简介

思考题和习题

参考文献

第10章 量子霍尔效应

10.1 霍尔效应

10.2 二维电子体系

10.3 自由电子朗道能级

10.4 整数量子霍尔效应

10.5 分数量子霍尔效应

10.6 分数电荷准粒子和分数统计

思考题和习题

参考文献

第11章 准周期结构

11.1 准晶体

11.2 Fibonacci点阵和准周期结构

11.3 准晶体的研究及其物性

思考题和习题

参考文献

第12章 分形结构和分数维

12.1 Hausdorff维数定义和分数维

12.2 自相似性和标度不变性

12.3 分形维数

12.4 中国的海岸线有多长

12.5 分形及其物理机制

12.6 准晶体的自相似性

12.7 凝聚态中其他的一些分形结构

12.8 分数维方法研究量子阱中的激子和极化子

思考题和习题

参考文献

第13章 半导体发光和显示

13.1 半导体发光现象及其几个基本概念

13.2 半导体电致发光

13.3 半导体平板显示器件

13.4 液晶和液晶显示

13.5 固体摄像器件CCD

13.6 微光像增强器件和夜视仪

13.7 固体激光器和量子点激光器

思考题和习题

参考文献

第14章 非线性光学材料简介

14.1 介质的极化机制

14.2 非线性光学简介

14.3 空间孤子

14.4 光孤子

14.5 光纤和光孤子通信

14.6 光子晶体和光子带隙

14.7 光子计算机

思考题和习题

参考文献

第15章 非共振非线性光学效应

15.1 非线性折射率系数

15.2 双光子吸收及其二级微扰理论

15.3 半导体中的光斯塔克效应

15.4 量子点中的非共振非线性光学效应

15.5 Z扫描技术

思考题和习题

参考文献

第16章 超导和超流

16.1 超导现象

16.2 超导体的基本电磁学性质

16.3 约瑟夫森效应

16.4 氧化物超导体和高温超导

16.5 超导的应用

16.6 超流

思考题和习题

参考文献

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第1 章晶体结构

1.1 晶体结构的基本概念

1.1.1 几个基本概念

1. 晶体和基元

晶体是由完全相同的原子、分子或原子团在空间有规则地周期性排列构成的固体材料.构成晶体的完全相同的原子、分子或原子团,称为基元.基元是一个原子的晶体,如铜、金、银等;基元由两个或两个以上原子构成的晶体,如金刚石、氯化钠、磷化镓等.有些无机物晶体的基元可多达100个以上的原子,如金属间化合物NaCd2的基元包含1000多个原子;而蛋白质晶体的基元包含多达10000个以上的原子.

基元是构成晶体的完全相同的原子、分子或原子团,这里“完全相同”有两方面的含义：一是原子的化学性质完全相同,二是原子的几何环境完全相同.例如,石墨层晶体,或二维蜂巢结构,它的基元不是一个碳原子,而是由两个碳原子构成的,它是一个复式晶体;类似地,金刚石也是完全由碳原子构成的晶体,虽然碳原子的化学性质完全相同,但是碳原子的几何环境不完全相同,存在两种不同几何环境的碳原子,金刚石晶体的基元也是由两个碳原子构成的.

2. 晶格

为了研究晶体的周期结构,用数学上的几何点来代表每一个基元的空间位置,得到描述晶体基元空间分布的空间点阵;其中的几何点称为空间点阵的阵点.用几组平行直线连接空间点阵的所有阵点,得到的网格称为空间格子;阵点在晶格中称为格点.

为了研究晶体的几何特征,用位于原子平衡位置的几何点替代每一个原子,得到一个与晶体几何特征相同,但无任何物理实体的几何点阵;该几何点阵对应的几何格子称为晶格.如果晶体由完全相同的一种原子组成,则这种晶体的晶格与晶体基元的空间格子相同,这种晶体的晶格称为简单晶格;如果晶体的基元中包含两种或两种以上的原子,则每一种等价原子各构成与基元的空间格子相同的网格,称为子晶格,每一种等价原子的子晶格具有相同的几何结构,整个晶格可以看成是由各个等价原子形成的子晶格相互位移套构而成,这种基元中包含两种或两种以上的原子的晶体的晶格称为复式晶格.

3. 原胞和原胞基矢

构成晶体的小周期性结构单元称为原胞;原胞的边矢称为原胞基矢(又称为初基基矢),通常用a1,a2,a3表示.其中“小”有两个方面的含义：一是要求该周期性结构单元的体积小,二是表面积小;对于二维晶体的原胞,则要求在周期性结构单元的

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