ElectronicPropertiesofMaterials材料的电子学性质

1、 Electronic Properties of Materials(材料的电子学性质)简介一、出版与作者情况材料的电子学性质 (Electronic Properties of Materials) 是由世界著 名的科技出版社德国施普林格( Springer-Verlag )出版公司出版的。本书是第 二版，并配有 252 处注释。全书共有 404 页。南开大学图书馆馆藏版本为 1993 年版本，为第二版。本书是由美国佛罗里达大学材料科学与工程学院教授 Rolf E.Hummel在第一版的基础上进行修改和扩充完成。在第一版的基础上，作者增 加了高温超导体和光电技术的进展两章节内容。 同时作者

2、在半导体器件制备、 场 效应管(JFET, MOSFE)、量子半导体器件，电学储存(D-RAM S-RAM、逻辑 电路等其他第一版已有章节基础上增加了许多新的内容。Rolf E.Hummel 是佛罗里达大学材料科学的教授，他于 1963年在德国的 斯图加特大学获得博士学位， 同时期在德国的马克思 -普朗克材料研发中心做 过研究。 他过去出版的书有： Optical Properties of Metals and Alloys(1971);Electro- and Thermotransport in Metals and Alloys(1977)二、本书内容简介作者对材料的各种特性作了经典的

3、概括， 为从事此方向研究的科学工作者提 供了重要的参考资料。第一章介绍综合性的电子学基本知识， 从最基本的薛定谔方程出发引出晶体 的能带理论与晶体中的电子行为。 第二章介绍各种材料中的电学性质。 包括各种 常见的金属、半导体、绝缘体中电子的行为。第三章转向材料的光学性质，其中 在本章中作者提到了很多关于应用方面的知识， 包括各种激光器和集成光电子学 (波导、EOWV光学调制和开关等)。第四章从各种磁学现象出发引出对磁畤的 解释，本章同时还介绍了磁学的许多应用方面知识。 例如磁性材料， 储存介质等。 第五章介绍了材料的热学性质， 作者从最基本的热学基础出发， 引出并解释了两 个重点概念：材料的热

4、容和热导。三、本书看点和特点这本关于材料电学、 光学、磁学、 热学性质的书从很多方面来讲是和其他类 似的介绍性书籍不同的。 第一：本书主要是为工程师而写的， 尤其是针对于那些 想对半导体器件、 磁学材料、 激光、合金等领域有个全方位了解的材料和电子工 程师。第二：本书强调对概念的解释而不是数学推理， 因此它更容易被读者理解。 第三：本书并不是一本百科全书， 而是精选了材料科学的重点展开。 作者把书分 为 5 个独立的章节，合起来不超过 15 周的学期课时。另外，本书中介绍了许多 材料的实际应用，以加深学生对器件的理解和兴趣。本书在每章最后提供少量典型的习题， 供学生课后巩固提高使用。 并且，在

5、 每章最后还提供一些参考文献与书籍，便于读者参考查找。四、本书的目录3、尸 、-前言第一章：电子理论基本知识1.1 介绍1.2 波粒二相性习题1.3 薛定谔方程1.3.1 独立态薛定谔方程1.3.2 非独立态薛定谔方程1.3.3 振动问题的特殊性质习题1.4 四个特殊问题的薛定谔方程的 解1.4.1 自由电子1.4.2 势井中的电子1.4.3 有限深势井(隧道效应)1.4.4 晶体周期性场中的电子习题1.5 晶体的能带1.5.1 一维电子运动的近似1.5.2一维和二维布里渊区1.5.3三位布里渊区1.5.4 Wigner-Seitz Cells1.5.5转变向量和相对晶格1.5.6自由电子能带

6、1.5.7一些金属和半导体的能带结构1.5.8等能曲线和等能面习题1.6 晶体中的电子1.6.1费米能和费米面1.6.2费米分布函数1.6.3能态密度1.6.4密度分布1.6.5隔带能态函数的完全分布1.6.6能带理论的结果1.6.7有效质量1.6.8结论习题阅读材料-第二章材料的电学特性2.1 金属和合金中的电导2.1.1前沿2.1.2调查2.1.3经典电学下的电导2.1.4量子力学下的电导2.1.5实验结果及其解释2.1.6超导体习题2.2 半导体2.2.1 能带结构2.2.2 本征半导体2.2.3 掺杂半导体2.2.4 有效质量2.2.5 霍尔效应2.2.6 化合物半导体2.2.7 半导

7、体器件 习题2.3 聚合物，陶瓷，无定形材料中的 电导2.3.1 导电的聚合物和有机金属2.3.2 离子电导2.3.3 金属氧化物中的电导2.3.4 无定形材料 习题阅读材料ATy*第三章材料的光学性质3.1 各种光学常数3.1.1介绍3.1.2折射系数 n3.1.3阻遏系数 k3.1.4贯穿深度W和吸收系数a3.1.5反射系数 R 和穿透系数 T3.1.6 Hagen- Rubens 关系习题3.2 光学性质的原子理论3.2.1调查3.2.2没有阻遏的自由电子3.2.3有阻遏的电子3.2.4特例3.2.5反射性3.2.6边界电子学3.2.7洛佩兹方程对特殊情况的处理3.2.8自由电子和简谐振

8、动对光学系数的贡献习题3.3 光学性质的量子力学处理3.3.1介绍3.3.2能带穿越中光的吸收3.3.3材料的光谱3.3.4耗散习题3.4 应用3.4.1光学数据的测量3.4.2纯金属的光谱3.4.3合金的光谱3.4.5腐蚀3.4.6半导体3.4.7绝缘体3.4.8激光器3.4.9集成光电子学3.4.10光学储存器件3.4.11光学计算机习题学5.4.3 绝缘材料的热导 习题5.5 热扩散 习题 阅读材料 附录：专业术语 索引阅读材料 第四章 材料的磁学性质4.1 磁学的基础4.1.1 介绍4.1.2 磁学的基本概念4.1.3 单位 习题4.2 磁学现象和经典方法的解释4.2.1 综述4.2.2 抗磁性的朗格理论4.2.3 顺磁性的朗格理论4.2.4 分子场理论 习题4.3 量子力学的解释4.3.1 顺磁性和抗磁性4.3.2 铁磁性和反铁磁性 习题4.4 应用4.4.1 介绍4.4.2 软磁材料4.4.3 硬磁材料4.4.4 磁性记录4.4.5 磁性储存 习题 阅读材料第五章 材料的热学性质5.1 前言介绍5.2 热学性质的基础5.2.1 热，功， 能量5.2.2 热容5.2.3 特殊热容5.2.4 Molar 热容5.2.5 热导率 K5.3.6