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固体物理基础教程(第二版)

  • 主 编:贾护军
  • 策划编辑:社(陈婷)
  • 书代号:631200
  • I S B N:978-7-5606-6010-3
  • 出版日期:2021-02
  • 印刷日期:2021-02
  • 业务分类:本科;
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内容简介
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本书主要包括结晶学理论、缺陷理论、晶格振动理论和能带理论四章,重点论述了组成晶体的微观粒子(原子、离子、电子等)之间的相互作用及运动规律,进而阐述了晶体的宏观性质及其应用。书中结合作者长期的教学研究和实践,对很多问题采取了新的处理方法,通过深入浅出的论述,使初学者易于理解和接受。书中每章后面都配有一定量的习题和思考题。

本书可作为理工科院校物理类专业、电子科学与技术专业以及材料科学等相关专业本科生的基础课教材,也可作为研究生及相关工程技术人员的参考书。

本书不是一本学术专著,更不是一本固体物理学理论全集,而是一本针对普通高校工科电子类专业开设的固体物理基础课程的教材,它的读者对象是刚刚准备进行专业课学习的大学二年级本科生。对于专业技术人员来讲,这本书的内容显然是有些简单了。

对于大多数初学者而言,固体物理被公认为是一门很难学的课程。之所以难学主要是出于以下四方面的原因。 第一,是因为它的抽象性。固体物理不但进入到了原子、电子级的微观领域,而且很多概念和理论是建立在倒空间的基础上的,它对大家的空间想象力提出了很大的挑战。第二, 是因为它的多学科交叉性。它要求比较强的数学物理方面的背景知识,包括高等代数、原子物理、量子力学、数理方程、统计力学以及群论等,而由于高校教育体制的改革,课程设置以及学时数被大幅压缩,有些前修课程被弱化甚至取消,而高等代数、群论则被以任选课的形式设置在了研究生阶段,因此学生的知识背景相对薄弱。第三,是因为学习方法上的新变化。不同于以往在数学和物理课程,尤其是经典力学的学习中大家所熟悉的演绎法,固体物理学中关于很多理论的推导往往具有很大的跳跃性,表面看起来似乎数学逻辑上不够严谨,这一点与大家以前理解和接受知识的习惯很不一样。第四,是因为此教材的特殊性。目前关于固体物理学的书籍和著作非常多,有些已经堪称固体物理学领域的经典之作,然而作为教材,这些书籍中包含的信息量过大且过深,甚至有些书籍中阐述理论的角度偏离了人们所习惯的思维模式,反而会触发一些同学的畏难情绪,令初学者望而却步。

基于上述原因,作者根据多年从事固体物理学课程教学的经历和经验,结合对学生接受能力以及各种教材特点的分析和理解,在第一版基础上进行了修订。书中力求以一种相对简单、便于学生理解和接受的方式来介绍固体物理学中最基本的理论和知识,尽量避免过于深奥或繁琐的数学推导,帮助学生从概念和原理出发,建立固体物理学基本的理论框架,为后续课程的学习奠定必要的理论基础。

由于学时数的限制,本书中只涉及了固体物理学中最基本的共性基础理论,并被浓缩为结晶学理论、缺陷理论、晶格振动理论和能带理论四部分,建议授课学时54~76学时。至于目前蓬勃发展的有关表面物理、非晶态物理、超导物理、低维系统和无序系统,以及多体效应、相变和临界现象等,作者认为它们应该放在固体物理高级教程(或者现代固体物理)中进行讲述。

书中每章在讲述基本理论的同时,也适当穿插介绍了部分相关领域的最新发展以及理论和技术的前沿问题,以期激发学生进一步学习的兴趣。另外,每章最后还配有一定量的习题和思考题,用以帮助大家加深和巩固对相关理论的理解。通过本课程的学习,帮助学生顺利完成后续课程的学习,是编写这本教材的出发点和基本目标。而如果还能有部分同学在学习本课程之后对自然科学的发展产生兴趣,并且愿意投身到自然科学研究的事业中来,那将是作者最美好的愿望。

在本书的编写过程中,作者参考了多本相关教材及专著并列于书后的参考文献中,在此对那些致力于我国固体物理学理论研究和教学工作的前辈和同行表示崇高的敬意。在成书过程中也得益于与徐毓龙教授、柴常春教授、曹全喜教授多次有益的探讨和交流,杨银堂教授、段宝兴博士等在部分章节内容的编排和编写方面也给予了很好的指导和建议。另外,王瑞红同志和成涛同志对书稿中所有的图表进行了系统的编辑和处理;西安电子科技大学出版社陈婷编辑在书稿的排版、审校、出版方面做了大量细致的工作。对所有关心和帮助本书的编写和出版的人们,作者在此表示诚挚的谢意。

由于本人水平有限,书中不妥之处在所难免,恳请大家批评指正。

贾护军

2020年10月

本书适合作为高等学校本科微电子专业教材

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