固体量子化学 材料化学的理论基础PDF电子书下载

第一章 晶体的周期性结构与对称性 1

1-1晶体的空间对称性 1

1.平移对称性 1

2.点对称性 3

3.晶系与Bravais晶格 5

1-2倒晶格与Brillouin区 7

1.正格矢空间中的晶胞 7

2.Wigner-Seitz元胞 10

3.倒格矢 11

4.Brillouin区 14

1-3平移群的不可约表示 17

1-4空间群的不可约表示 20

1.波矢k群及其表示 20

2.空间群的不可约表示 24

1-5双值空间群 26

1-6时间反演与磁性空间群 30

1.时间反演算符 30

2.Kramers定理与附加简并度 32

3.磁性空间群 34

1-7晶体对称性与相变 35

参考文献 38

第二章 能带论基础 40

绪论 40

2-1晶体中电子态 40

1.Schrodinger方程的对称性与能带 40

2.Bloch函数的一般性质 43

2-2 Brillouin区中对称点上态的分类 46

1.简单立方点阵 47

2.相容性关系 49

2-3自由电子能带 49

1.自由电子模型 49

2.简单立方晶体 51

3.准自由电子近似 52

2-4紧束缚近似 55

1.忽略重叠积分的情形 56

2.基于s，p态的能带 57

3.重叠积分不为零的情形 61

2-5正交化平面波法与赝势法 62

1.正交化平面波法 63

2.赝势法 64

2-6元胞法、缀加平面波法与KKR法 65

1.元胞法 65

2.缀加平面波法 66

3.KKR法 67

参考文献 68

第三章 晶体的分子模型 69

绪论 69

3-1分子簇模型 69

3-2簇在晶体中的环境 72

3-3扩展晶胞的准分子模型 75

1.扩展晶胞及其对称性 75

2.倒格矢空间中的扩展晶胞与Brillouin区 77

3.扩展晶胞的准分子模型 78

参考文献 81

第四章 固体研究中的量子化学方法 82

绪论 82

4-1电子态计算中的基本近似 82

1.非相对论的分子Hamilton量 82

2.Born-Oppenheimer近似 83

3.轨道近似 85

4-2分子理论中的自洽场方法 87

1.闭壳层体系的Hartree-Fock -Roothaan方法 87

2.开壳层体系的Hartree-Fock -Roothaan方法 91

3.Mulliken-Ruedenberg近似与ZDO近似 92

4-3固体研究中的LCAO-CO近似 96

1.原子轨道线性组合的晶体轨道法要点 96

2.分子模型中的LCAO近似 98

3.准分子扩展晶格模型中的Mulliken近似与零微分重叠近似 99

4-4固体研究中的Xa-方法 103

1.定域化电子密度近似——Hartree-Fock-Slater方程式 103

2.多重散射波xa-方法 105

3.离散变分Xa-方法 106

4-5密度泛函理论 107

1.Thomas-Fermi模型 107

2.Hohenberg-Kohn定理 109

3.Kohn-Sham方法 111

参考文献 113

第五章 低维固体 115

绪论 115

5-1低维固体的基本特征 115

1.维度性 115

2.Peierls不稳定性 118

3.电荷密度波与自旋密度波 122

4.Kohn异常 125

5.非线性元激发——“孤子”态 125

5-2一维周期体系的电子态 127

1.简单Huckel模型 128

2.半经验和非经验的LCAO-CO方法 137

3.Green函数方法 139

5-3低维有机导体 147

1.聚乙炔 147

（1）结构与异构化机理 147

（2）聚乙炔中的“孤子”态 150

（3）掺杂导电机理 156

2.基态非简并的有机导体 160

（1）聚合物分子链上的极化子 160

（2）聚合物中极化子的结构 164

3.准一维石墨类有机导体 166

4.有机分子元件 168

5-4其他低维固体 170

1.TTF-TCNQ体系 171

2.聚硫氮 172

3.有机金属络合物 174

参考文献 175

第六章 真实晶体 177

绪论 177

6-1金属 177

1.金属电子结构的物理模型 178

2.金属电子结构的Xa-法处理 182

3.金属的晶体结构 185

6-2离子晶体 188

1.离子晶体中的静电作用势 188

2.离子晶体的电子状态 192

6-3共价晶体 194

6-4钙钛矿型晶体 197

6-5非晶态固体 201

1.一维随机Kronig-Penney模型 201

2.Anderson模型 202

参考文献 204

第七章 晶体表面与晶格缺陷 205

绪论 205

7-1晶体表面的一般性质 205

1.表面能与晶格形状 205

2.悬浮键与表面晶格畸变 206

7-2金属表面与吸附作用 206

1.金属表面的电子态 206

2.表面吸附的电子态 208

7-3金属氧化物表面与吸附作用 213

1.金属氧化物的能带结构 213

2.金属氧化物表面的电子态 213

7-4晶格缺陷 216

1.晶格缺陷的基本性质 216

2.晶格缺陷的电子态 223

参考文献 227

第八章 有机磁性体 228

绪论 228

8-1磁性体内自旋相互作用理论 228

1.交换相互作用Hamilton量 228

2.超交换相互作用 234

8-2高自旋有机分子 238

1.Hund规则与NBMO法 238

2.VB法与Heisenberg模型 239

3.自旋极化型MO法与自旋极化效应 241

4.Jij值的从头计算 243

5.自旋离域化效应 244

8-3高自旋有机聚合物 245

1.一维高自旋有机聚合物 245

2.二维高自旋有机聚合物 247

8-4高自旋簇合物 248

磁性分子间相互作用的理论 248

参考文献 253

第九章 有机非线性光学材料 254

绪论 254

9-1非线性光学极化率理论概要 254

1.极化率张量 255

2.分子电极化率 257

3.二级、三级极化率公式 261

9-2超极化率的MO法计算 263

9-3有机非线性光学分子 264

1.大β值的有机分子设计 265

2.大γ值的有机分子设计 270

9-4有机非线性光学材料 271

1.有机非线性分子簇 271

2.分子间相互作用与分子簇的β值 274

9-5有机聚合物非线性光学材料 275

1.PDA类材料 275

2.其他高聚物材料 277

参考文献 279

第十章 超导电材料 281

绪论 281

10-1氧化物超导体的结晶化学特征 283

1.晶体结构 283

2.若干结晶化学特征 286

10-2有关超导电性的模型与理论 291

1.几条实验事实 291

2.能带重叠模型 294

3.“孤子”模型 299

4.化学键理论与超导电性 302

10-3 C60与碳笼分子 306

1.C60分子结构与晶体结构 306

2.C60的化学性质 308

3.碳笼分子 310

10-4 C60碱金属化合物的超导电性 313

1.C60晶体的能带结构 313

2.K3C60的能带结构 316

3.K3C60超导电性的探讨 317

参考文献 318

附录 321

A.单位、常数与换算因子 321

B.晶体点群与空间群 324

C.Xa方法中的交换相关势 329

D.二次量子化方法 332

E.SSH理论 341

F.量子化学计算中的相对论效应 350

索引 360