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第1章 微观粒子的状态 1

1.1 微观粒子的力学 1

1.1.1 实与虚 1

1.1.2 经典物理 2

1.1.3 量子的发现 3

1.1.4 量子力学的诞生 4

1.1.5 正统解释 5

1.2 单个微观粒子的状态 8

1.2.1 哈密顿力学 8

1.2.2 薛定谔方程 11

1.2.3 物理量与算符 13

1.2.4 势阱模型 16

1.2.5 谐振子模型 19

1.2.6 氢原子模型 22

1.2.7 势垒模型 25

1.2.8 微扰问题 27

1.3 大量微观粒子的状态 29

1.3.1 经典统计分析原理 30

1.3.2 麦克斯韦—玻耳兹曼分布 32

1.3.3 玻色—爱因斯坦分布 33

1.3.4 费米—狄拉克分布 34

1.3.5 与其他力学的联系 36

1.4 量子场论 38

问题与习题 39

第2章 晶体中原子的状态 41

2.1 固体原子的结合 41

2.1.1 原子间的力 41

2.1.2 原子间的键 42

2.2 晶体原子的排列 44

2.2.1 晶体和非晶体 44

2.2.2 晶体的几何结构 44

2.2.3 晶体的物理结构 50

2.2.4 晶格的倒易结构 54

2.3 晶体原子的振动 59

2.3.1 近似与简化 60

2.3.2 经典理论 61

2.3.3 量子理论 67

2.4 晶体的热学性质 72

2.4.1 晶格振动的热容量 73

2.4.2 晶格振动的热膨胀 75

2.4.3 晶格振动的热传导 77

问题与习题 79

第3章 晶体中的电子状态 81

3.1 金属中的电子 81

3.1.1 金属电子气 81

3.1.2 电子的统计分布 82

3.1.3 电子的热容 85

3.2 晶体中的电子—普遍解 87

3.2.1 全模型 88

3.2.2 近似和简化 88

3.2.3 布洛赫波函数 90

3.2.4 能带与能带论 92

3.3 晶体中的电子—具体解 95

3.3.1 近自由电子近似 96

3.3.2 紧束缚近似 102

3.3.3 其他近似算法 106

3.3.4 常用软件 110

3.4 外界作用下的电子 112

3.4.1 电子跃迁 112

3.4.2 电子输运 114

问题与习题 119

第4章 半导体中电子的状态 121

4.1 电子的分布 121

4.1.1 载流子 121

4.1.2 载流子的分布 125

4.1.3 载流子的数量 129

4.2 载流子的调节 134

4.2.1 本征半导体 134

4.2.2 掺杂半导体——原理 136

4.2.3 掺杂半导体——计算 139

4.3 载流子的复合 142

4.3.1 非平衡少子的寿命 143

4.3.2 直接复合 144

4.3.3 间接复合 145

4.3.4 表面复合 147

4.4 载流子的散射 148

4.4.1 晶格振动散射 148

4.4.2 电离杂质散射 149

4.5 载流子的漂移 150

4.5.1 迁移率 150

4.5.2 电导率 153

4.5.3 强电场效应 154

4.6 载流子的扩散 156

4.6.1 净扩散 156

4.6.2 内建电场 157

4.7 载流子的完整运动 159

问题与习题 161

第5章 半导体中电子的控制 164

5.1 半导体与外界作用 164

5.1.1 半导体与热 164

5.1.2 半导体与光 167

5.1.3 半导体与磁 169

5.1.4 半导体与力 171

5.2 半导体与金属 172

5.2.1 接触能带图 172

5.2.2 整流接触 173

5.2.3 欧姆接触 174

5.3 半导体与半导体 175

5.3.1 pn结 176

5.3.2 pn结的常规特性 177

5.3.3 pn结的异常特性 182

5.3.4 异质结 185

5.4 半导体与绝缘体 186

5.4.1 绝缘栅结构 186

5.4.2 介质电荷 187

5.4.3 表面态 188

问题与习题 190

附录 常用物理常数 191

参考文献 192