张德主编的这本《材料物理》力图从微观本质出发,并运用统计物理
、能带理论的基础知识,解析材料的宏观物理性质。全书共七章,内容包
括统计物理基础、材料的点缺陷、材料的热学、材料的磁学、材料的电导
、材料的光电子学、电介质材料的极化等。**介绍了材料物理的基本知
识、基本原理。
《材料物理》不仅可作为材料类专业及应用物理、应用化学、宝石等
相关专业本科生、研究生的教材或参考书,也可作为从事材料研究、生产
、应用及其他相关行业科技人员的参考书。

1.1 宏观量的统计性质1
1.1.1 宏观态宏观量1
1.1.2 微观态微观量1
1.1.3 宏观量与微观量的关系1
1.1.4 统计假设1
1.1.5 概率密度2
1.2 微观粒子系统2
1.2.1 微观粒子的特征2
1.2.2 微观粒子系统的相空间2
1.2.3 近独立粒子系统4
1.3 玻耳兹曼统计4
1.3.1 经典、近独立粒子系的微观态数4
1.3.2 玻耳兹曼分布函数5
1.3.3 粒子系在有势场中的密度分布7
1.4 费米统计8
1.4.1 费米子系的微观态数8
1.4.2 费米分布函数及量子态数9
1.4.3 费米能级10
1.5 玻色统计11
1.5.1 玻色子系的微观态数11
1.5.2 玻色分布函数及量子态数12
1.5.3 玻色?爱因斯坦凝聚13
第2章 材料的点缺陷16
2.1 晶体结构的缺陷16
2.2 点缺陷的类型及缺陷反应17
2.2.1 点缺陷的构型分类及符号17
2.2.2 点缺陷反应式的书写规则18
2.2.3 点缺陷的浓度18
2.3 点缺陷的形成19
2.3.1 本征缺陷19
2.3.2 杂质缺陷20
2.3.3 非化学计量缺陷25
2.3.4 点缺陷的缔合27
2.4 缺陷平衡27
2.4.1 本征缺陷的热力学平衡27
2.4.2 非化学计量缺陷的平衡30
2.4.3 杂质缺陷的平衡31
2.4.4 温度对缺陷平衡的影响32
2.5 点缺陷的扩散33
2.5.1 扩散的宏观规律33
2.5.2 扩散的微观机制34
2.5.3 扩散系数37
第3章 材料的热学39
3.1 晶格振动及能量39
3.2 材料的热容39
3.2.1 晶态材料热容的经验定律和经典理论40
3.2.2 爱因斯坦热容模型40
3.2.3 德拜热容模型42
3.2.4 自由电子热容43
3.2.5 材料热容与结构、状态的关系44
3.3 材料的热膨胀46
3.3.1 热膨胀系数46
3.3.2 固体材料热膨胀机理47
3.3.3 热膨胀与其他性能的关系49
3.3.4 影响热膨胀的因素50
3.3.5 负热膨胀52
3.4 材料的热传导54
3.4.1 固体材料热传导的宏观规律54
3.4.2 固体材料热传导的微观机理55
3.4.3 热传导的影响因素57
第4章 材料的磁学63
4.1 材料的磁性分类63
4.1.1 磁性分类63
4.1.2 五种磁性的磁结构特征64
4.2 原子(离子)的磁性65
4.2.1 电子轨道角动量和轨道磁矩66
4.2.2 电子自旋角动量和自旋磁矩67
4.2.3 原子的总角动量和总磁矩67
4.2.4 洪特(Hund)法则68
4.3 抗磁性及顺磁性69
4.3.1 抗磁性69
4.3.2 顺磁性的半经典理论69
4.3.3 稀土及铁族元素的有效玻尔磁子数71
4.4 铁磁性72
4.4.1 铁磁性的特征72
4.4.2 外斯的分子场理论72
4.4.3 自发磁化的直接交换作用75
4.4.4 铁磁性的能带理论模型78
4.5 反铁磁性及亚铁磁性79
4.5.1 反铁磁性79
4.5.2 亚铁磁性80
4.5.3 尖晶石型铁氧体81
4.5.4 石榴石型铁氧体83
4.6 磁相互作用能及磁化机理84
4.6.1 磁相互作用能84
4.6.2 磁畴88
4.6.3 磁化机理90
4.6.4 磁化曲线及磁滞回线91
第5章 材料的电导93
5.1 载流子及其迁移93
5.1.1 载流子及其迁移机理93
5.1.2 电阻率、电导率、迁移率94
5.1.3 电子迁移率及电子有效质量95
5.2 平衡半导体的电子电导96
5.2.1 平衡载流子的浓度97
5.2.2 本征半导体的平衡载流子浓度98
5.2.3 杂质半导体的平衡载流子浓度99
5.2.4 杂质补偿半导体及其平衡载流子的浓度103
5.2.5 简并半导体103
5.3 非平衡载流子104
5.3.1 非平衡载流子的注入104
5.3.2 非平衡载流子的复合105
5.3.3 准费米能级106
5.4 pn结107
5.4.1 平衡pn结的形成及能带107
5.4.2 外加电压下的非平衡pn结109
5.5 材料的离子电导110
5.5.1 离子电导率110
5.5.2 离子迁移率110
5.6 快离子导体112
5.6.1 快离子导体的导电特征112
5.6.2 几类典型的快离子导体结构类型及导电特征112
5.6.3 快离子导体的结构特征118
5.6.4 影响离子迁移的因素118
第6章 材料的光电子学121
6.1 材料的光吸收121
6.1.1 吸收系数和吸收率121
6.1.2 吸收光谱121
6.1.3 本征吸收122
6.1.4 激子及激子吸收123
6.1.5 自由载流子吸收124
6.1.6 杂质吸收124
6.1.7 晶格振动吸收125
6.2 材料的光发射125
6.2.1 发光类型126
6.2.2 材料发光的基本性质126
6.2.3 半导体发光128
6.2.4 分立**发光131
6.3 光电导效应和光生伏**应135
6.3.1 光电导效应135
6.3.2 光生伏**应138
6.4 材料的激光139
6.4.1 激光的特性139
6.4.2 自发辐射、受激辐射和受激吸收140
6.4.3 分布反转142
6.4.4 几种典型激光器及其发光机理142
第7章 电介质材料的极化150
7.1 极化的微观形式150
7.1.1 极化及克劳修斯?莫索蒂方程150
7.1.2 极化的微观形式152
7.1.3 多相材料极化的混合法则158
7.1.4 介电常数的温度系数159
7.2 压电性159
7.2.1 晶体的对称性与压电性160
7.2.2 α石英晶体的正压电效应161
7.2.3 α石英晶体的逆压电效应164
7.2.4 压电常数矩阵165
7.2.5 电致伸缩166
7.3 自发极化与热释电性167
7.3.1 自发极化与晶体结构167
7.3.2 热释电效应168
7.4 铁电性169
7.4.1 铁电性及其宏观特征169
7.4.2 铁电晶体的结构相变169
7.4.3 电畴结构及电滞回线174
7.4.4 多晶铁电材料的技术极化177
7.4.5 铁电体的掺杂改性178
7.5 反铁电性179
参考文献182