研究生教学用书 固体量子化学 材料化学的理论基础 第2版PDF电子书下载

1-1　晶体的空间对称性 1

1．平移对称性 1

第一章 晶体的周期性结构与对称性 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．波矢k群及其表示 23

1-4　空间群的不可约表示 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

1．Schr？dinger方程的对称性与能带 48

2-1 晶体中电子态 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

1．扩展晶胞及其对称性 89

3-3　扩展晶胞的准分子模型 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Xa-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Xa-方法 125

3．离散变分Xa-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Xa-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

1．一维随机Kronig-Penney模型 246

6-5　非晶态固体 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

1．金属氧化物的能带结构 260

7-3　金属氧化物表面与吸附作用 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

1．Hund规则与NBMO法 291

8-2　高自旋有机分子 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

绪论 314

第九章 有机非线性光学材料 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

1．PDA类材料 338

9-5 有机聚合物非线性光学材料 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．Xa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