材料物理

本書力圖從微觀本質出發，並運用統計物理、能帶理論的基礎知識，解析材料的宏觀物理性質。全書共七章，內容包括統計物理基礎、材料的點缺陷、材料的熱學、材料的磁學、材料的電導、材料的光電子學、電介質材料的極化等。重點介紹了材料物理的基本知識、基本原理。

本書不僅可作為材料類專業及應用物理、應用化學、寶石等相關專業本科生、研究生的教材或參考書，也可作為從事材料研究、生產、應用及其他相關行業科技人員的參考書。 ^[1] 

第1章　統計物理基礎

1.1　宏觀量的統計性質

1.1.1　宏觀態宏觀量

1.1.2　微觀態微觀量

1.1.3　宏觀量與微觀量的關係

1.1.4　統計假設

1.1.5　概率密度

1.2　微觀粒子系統

1.2.1　微觀粒子的特徵

1.2.2　微觀粒子系統的相空間

1.2.3　近獨立粒子系統

1.3　玻耳茲曼統計

1.3.1　經典、近獨立粒子系的微觀態數

1.3.2　玻耳茲曼分佈函數

1.3.3　粒子系在有勢場中的密度分佈

1.4　費米統計

1.4.1　費米子系的微觀態數

1.4.2　費米分佈函數及量子態數

1.4.3　費米能級

1.5　玻色統計

1.5.1　玻色子系的微觀態數

1.5.2　玻色分佈函數及量子態數

1.5.3　玻色愛因斯坦凝聚

第2章　材料的點缺陷

2.1　晶體結構的缺陷

2.2　點缺陷的類型及缺陷反應

2.2.1　點缺陷的構型分類及符號

2.2.2　點缺陷反應式的書寫規則

2.2.3　點缺陷的濃度

2.3　點缺陷的形成

2.3.1　本徵缺陷

2.3.2　雜質缺陷

2.3.3　非化學計量缺陷

2.3.4　點缺陷的締合

2.4　缺陷平衡

2.4.1　本徵缺陷的熱力學平衡

2.4.2　非化學計量缺陷的平衡

2.4.3　雜質缺陷的平衡

2.4.4　温度對缺陷平衡的影響

2.5　點缺陷的擴散

2.5.1　擴散的宏觀規律

2.5.2　擴散的微觀機制

2.5.3　擴散係數

第3章　材料的熱學

3.1　晶格振動及能量

3.2　材料的熱容

3.2.1　晶態材料熱容的經驗定律和經典理論

3.2.2　愛因斯坦熱容模型

3.2.3　德拜熱容模型

3.2.4　自由電子熱容

3.2.5　材料熱容與結構、狀態的關係

3.3　材料的熱膨脹

3.3.1　熱膨脹係數

3.3.2　固體材料熱膨脹機理

3.3.3　熱膨脹與其他性能的關係

3.3.4　影響熱膨脹的因素

3.3.5　負熱膨脹

3.4　材料的熱傳導

3.4.1　固體材料熱傳導的宏觀規律

3.4.2　固體材料熱傳導的微觀機理

3.4.3　熱傳導的影響因素

第4章　材料的磁學

4.1　材料的磁性分類

4.1.1　磁性分類

4.1.2　五種磁性的磁結構特徵

4.2　原子(離子)的磁性

4.2.1　電子軌道角動量和軌道磁矩

4.2.2　電子自旋角動量和自旋磁矩

4.2.3　原子的總角動量和總磁矩

4.2.4　洪特(Hund)法則

4.3　抗磁性及順磁性

4.3.1　抗磁性

4.3.2　順磁性的半經典理論

4.3.3　稀土及鐵族元素的有效玻爾磁子數

4.4　鐵磁性

4.4.1　鐵磁性的特徵

4.4.2　外斯的分子場理論

4.4.3　自發磁化的直接交換作用

4.4.4　鐵磁性的能帶理論模型

4.5　反鐵磁性及亞鐵磁性

4.5.1　反鐵磁性

4.5.2　亞鐵磁性

4.5.3　尖晶石型鐵氧體

4.5.4　石榴石型鐵氧體

4.6　磁相互作用能及磁化機理

4.6.1　磁相互作用能

4.6.2　磁疇

4.6.3　磁化機理

4.6.4　磁化曲線及磁滯回線

第5章　材料的電導

5.1　載流子及其遷移

5.1.1　載流子及其遷移機理

5.1.2　電阻率、電導率、遷移率

5.1.3　電子遷移率及電子有效質量

5.2　平衡半導體的電子電導

5.2.1　平衡載流子的濃度

5.2.2　本徵半導體的平衡載流子濃度

5.2.3　雜質半導體的平衡載流子濃度

5.2.4　雜質補償半導體及其平衡載流子的濃度

5.2.5　簡併半導體

5.3　非平衡載流子

5.3.1　非平衡載流子的注入

5.3.2　非平衡載流子的複合

5.3.3　準費米能級

5.4　pn結

5.4.1　平衡pn結的形成及能帶

5.4.2　外加電壓下的非平衡pn結

5.5　材料的離子電導

5.5.1　離子電導率

5.5.2　離子遷移率

5.6　快離子導體

5.6.1　快離子導體的導電特徵

5.6.2　幾類典型的快離子導體結構類型及導電特徵

5.6.3　快離子導體的結構特徵

5.6.4　影響離子遷移的因素

第6章　材料的光電子學

第7章　電介質材料的極化

參考文獻 ^[1]