Физика твердого тела

Предисловие ......Page 4
Введение ......Page 6
1.1. Уравнение Шредингера для кристалла в целом ......Page 8
1.3*. Адиабатическое приближение в квантовой механике ......Page 12
2.1. Валентное приближение ......Page 14
2.2. Основные типы химической связи между атомами в кристаллах ......Page 16
2.3. Геометрические характеристики кристаллической решетки ......Page 20
2.4*. Обратная решетка кристалла. Зоны Бриллюэна ......Page 22
2.5*. Дифракция рентгеновских лучей на кристалле ......Page 23
Вопросы для повторения к главе 1 ......Page 27
3.1. Приближение эффективного поля ......Page 28
3.2. Периодичность эффективного потенциала ......Page 29
3.3*. Расчет эффективного потенциала ......Page 31
3.4*. Периодичность эффективного потенциала, найденного по методу самосогласованного поля ......Page 32
3.5. Зонное приближение ......Page 34
4.1. Волновая функция электрона в одномерном периодическом поле ......Page 35
4.2. Первая зона Бриллюэна. Функции Блоха ......Page 37
4.3. Условие периодичности по большому периоду ......Page 38
4.4*. Дополнительные сведения о функциях Блоха ......Page 40
4.5. Обобщение полученных результатов на трехмерное движение ......Page 42
5.1. Связь между квантовыми состояниями электрона в кристалле и в изолированном атоме ......Page 45
5.2. Связь уровней энергии электрона в отдельном атоме с уровнями энергии электрона в кристалле ......Page 48
5.3*. Преобразование формулы для уровней энергии ......Page 49
5.4. Анализ формулы для уровней энергии ......Page 51
5.5. Картина образования зон из атомных уровней энергии ......Page 53
5.6*. Приближение легкой связи ......Page 56
6.1. Простейшие формы закона дисперсии квазиимпульса ......Page 58
6.2. Уровень Ферми и поверхность Ферми ......Page 60
6.3*. Иная форма записи оператора Гамильтона для частицы, движущейся в периодическом поле ......Page 62
6.4. Приближение эффективной массы ......Page 64
6.5*. Формула ередней скорости одномерного движения электронов ......Page 68
6.6. Полуклассическое описание движения электрона в кристалле ......Page 70
Вопросы для повторения к главе 2 ......Page 72
7.1. Приближение малых колебаний ......Page 74
7.2*. Нормальные координаты ......Page 75
7.3. Описание колебаний решетки в рамках классической механики ......Page 77
8.1. Постановка задачи о колебаниях одномерной решетки ......Page 78
8.2. Бегущие монохроматические волны ......Page 79
8.3. Нормальные колебания одномерной цепочки атомов ......Page 82
8.4*. Одномерная цепочка с двумя различными атомами в ячейке ......Page 83
8.5*. Акустические и оптические колебания ......Page 85
9.1. Колебания трехмерной кристаллической решетки ......Page 87
9.2. Фононы ......Page 88
9.3. Теплоемкость кристаллической решетки ......Page 91
9.4*. Дебаевская теория теплоемкости кристаллов ......Page 93
9.5*. Тепловое расширение твердых тел ......Page 97
9.6*. Теплопроводность кристаллической решетки ......Page 100
Вопросы для повторения к главе 3 ......Page 107
10.1. Основные положения классической теории электропроводности металлов ......Page 109
10.2. Объяснение некоторых явлений, связанных с прохождением тока, на основе классической электронной теории ......Page 112
11.2. Распределение электронов по квантовым состояниям ......Page 117
11.3. Распределение электронов по квантовым состояниям при наличии внешнего электрического поля ......Page 119
11.4. Закон Ома ......Page 122
11.5. Зависимость сопротивления металлов от температуры ......Page 123
12.1. Явление сверхпроводимости металлов ......Page 125
12.2. Природа явления сверхпроводимости металлов ......Page 127
12.3. Сверхпроводники второго рода ......Page 132
13.1. Электроны и дырки ......Page 133
13.2. Концентрация равновесных носителей заряда ......Page 136
13.3. Роль примесей ......Page 138
13.4. Зависимость концентрации основных носителей заряда от температуры ......Page 139
13.6. Зависимость сопротивления полупроводника от температуры ......Page 141
Вопросы для повторения к главе 4 ......Page 143
14.1. Связь между тепловыми и электрическими явлениями в твердых телах ......Page 145
14.2*. Кинетические коэффициенты и термодинамические силы ......Page 146
14.3. Термоэлектрические явления ......Page 149
14.4. Анализ основных наблюдаемых эффектов ......Page 152
14.5*. Оценка величины термо-ЭДС ......Page 158
15.1. Электронно-дырочный переход ......Page 160
15.2. Контактная разность потенциалов ......Page 161
15.3. Контактная зона ......Page 163
15.4. Токи через контакт при его равновесном состоянии ......Page 164
15.5. Выпрямляющие свойства p-n-перехода ......Page 166
Вопросы для повторения к главе 5 ......Page 168
16.1. Магнитные характеристики вещества ......Page 169
16.2. Магнитные свойства электронного газа ......Page 171
16.3. Природа парамагнетизма диэлектриков ......Page 173
16.4*. Дополнительные сведения о парамагнитных явлениях ......Page 176
16.5. Природа ферромагнетизма ......Page 179
16.6*. Антиферромагнетизм, ферримагнетиэм. Спиновые волны ......Page 181
16.7. Доменная структура ферромагнетиков ......Page 184
17.1. Куперовская пара как отдельная квазичастица ......Page 185
17.2. Квантование магнитного потока ......Page 187
17.3. Туннельные эффекты в сверхпроводниках ......Page 188
18.1. Что такое нанотехнология ......Page 191
18.2. Перспективы развития и применения наносистем ......Page 192
18.3. Сканирующие микроскопы ......Page 193
18.4. Квантовые точки ......Page 195
18.5. Резонансный туннельный транзистор ......Page 198
18.6. Лазеры на квантовых точках ......Page 199
Вопросы для повторения к главе 6 ......Page 201
Список литературы ......Page 203