Физика твердого тела: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по техническим направлениям подготовки и специальностям

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