第一章 晶体结构 1
1-1 晶体的宏观特征 1
1-2 原子的周期性排列 3
一、一维格子的情况 4
二、三维格子的情况 5
1-3 晶体的对称性 7
一、ｎ重旋转对称轴 8
二、ｎ重象转轴 8
三、滑移反映面 9
四、ｎ重螺旋轴 10
1-4 晶系和布喇菲原胞 12
一、三斜晶系 12
二、单斜晶系 12
三、正交晶系 13
四、正方(四角)晶系 13
五、立方晶系 13
六、三角晶系 13
七、六角晶系 13
1-5 晶列指数和晶面指数 15
一、晶列指数 15
二、晶面指数(密勒指数) 16
三、面间距 17
1-6 倒格子 18
一、倒格点阵 18
二、倒格子基矢和正格子基矢的关系 18
三、倒格子的特征 19
1-7 简单的晶体结构 21
一、氯化钠结构 21
二、氯化铯结构 21
三、六角密积结构 22
四、金刚石结构 24
五、闪锌矿结构(立方硫化锌结构) 24
1-8 晶体衍射 25
一、劳厄衍射方程和布拉格定律 26
二、原子散射因子 28
三、几何结构因子 29
四、X射线衍射的实验方法 30
五、电子衍射 30
六、中子衍射 31
第二章 晶体的结合 33
2-1 晶体结合的类型 33
一、离子晶体 33
二、共价晶体(或原子晶体) 33
三、金属晶体 34
四、分子晶体 34
五、氢键晶体 34
2-2 晶体的结合力和结合能 36
2-3 离子晶体 37
一、离子晶体的互作用势能 38
二、马德隆常数的计算 40
三、晶体极化对结合能的影响 42
2-4 分子晶体 43
一、范德瓦耳斯互作用能 43
二、排斥能 44
三、结合能 45
2-5 共价晶体 46
2-6 原子半径 47
一、四面体共价原子半径 49
二、离子晶体半径 49
第三章 晶格振动与固体的热学性质 50
3-1 一维原子链的振动 50
一、一维原子链的振动 50
二、色散关系与布里渊区 52
三、群速 53
四、长波 54
五、纵波与横波 54
六、两种不同原子构成的链的振动 54
七、玻恩-卡门边界条件 56
3-2 三维晶格的振动与声子的概念 57
一、三维晶格的振动 58
二、布?渊区的具体构成方法；锗与硅的色散关系 58
三、声子的概念 61
四、声子的动量 62
3-3 晶格比热 63
一、晶格的热运动 63
二、晶格的比热理论 64
三、频谱密度 64
四、爱因斯坦模型 65
五、德拜模型 66
3-4 热膨胀与热传导 67
一、热膨胀 67
二、热传导 68
三、声子与声子的碰撞 70
四、其它碰撞过程及对热导率的影响 71
第四章 晶体中的缺陷 73
4-1 点缺陷及其运动 73
一、点缺陷的种类和数目 73
二、点缺陷的运动 75
4-2 原子扩散 77
一、扩散现象和扩散方程 77
二、扩散过程的微观机构 78
三、外来杂质原子在晶体中的扩散 80
4-3 线缺陷——位错 81
一、晶体的范性形变和晶面的滑移 82
二、滑移的临界切应力 82
三、位错的基本类型 83
四、位错的特性 86
五、位错密度 86
4-4 位错的产生与增殖机构 87
一、位错的延伸 87
二、空位团的崩塌 87
三、位错的增殖机构 88
4-5 位错的运动 89
一、滑移面相互平行的正棱位错和负棱位错的相遇 90
二、滑移面相互正交的两个棱位错的相遇 90
三、一个棱位错和一个螺位错相交 90
4-6 面缺陷——小角晶界和层错 91
一、小角晶界 91
二、层错 92
4-7 硅晶体中的常见缺陷 95
一、点缺陷 95
二、线缺陷 95
三、面缺陷 97
第五章 合金与相图 98
5-1 相图 98
5-2 溶解度无限的固溶体的相图 100
5-3 溶解度有限的固溶体的相图 104
5-4 具有中间相的正常价化合物的二元相图 108
5-5 合金的热力学 111
一、合金的自由能 111
二、复相平衡时的自由能曲线 114
三、用自由能曲线解释相图 116
四、用吉布斯相律解释相图 118
5-6 合金的分类 119
一、固溶体 119
二、中间相化合物 125
第六章 晶体中的电子状态 130
6-1 金属中自由电子的状态 130
一、固体中应用量子力学的必要性；薛定谔方程 131
二、方势阱中的自由电子——周期性边界条件 131
6-2 准自由电子近似 133
一 、晶格的周期性势场 134
二、准自由电子近似——微扰法 135
三、禁带的形成 137
四、三维晶格的情形 139
五、简约波矢；面心立方晶格的能带 141
六、锗、硅在准自由电子近似下的能带结构 142
6-3 能带的各种计算方法 143
一、布洛赫函数及布洛赫定理 143
二、紧束缚近似 144
三、原胞法 148
四、波函数的其它近似方法 150
五、赝势法 150
六、简约布里渊区内E、k的一般性质 152
七、半导体材料的能带 153
6-4 能带电子的运动 156
一、电子的速度 156
二、速度和能量的关系 157
三、电子在外力下的运动 158
四、有效质量 159
五、满带不导电 161
六、空穴 161
6-5 能带中电子的统计分布及能带论的一些应用 163
一、导电性质与构成晶体的原子之间的联系 163
二、费米-狄拉克统计；状态密度 165
三、电子气的比热 167
四、金属的结合能 168
五、休谟-饶塞里规则的解释 169
第七章 导电理论 171
7-1 电导的简单理论 171
一、金属电导现象的微观理论简述 171
二、外电场下的费米面、弛豫时间的意义 172
三、霍耳效应 174
四、准自由电子近似下费米面的构成；费米面上代表点在磁场下的运动 176
五、本征半导体 179
六、杂质半导体 181
7-2 电子的散射 182
一、晶格散射中的能量守恒与准动量守恒 183
二、晶格振动势场的处理方法 186
三、杂质和缺陷引起的散射 188
7-3 玻耳兹曼方程及解法 189
一、外场下的分布函数f(k) 189
二、玻耳兹曼方程 190
三、弛豫时间的意义；玻耳兹曼方程的简化 191
四、弛豫时间公式的简化 193
五、反复法及门特-卡洛法 196
主要参考书目 198
附录 一些常见的物理常数 199