Properties of Amorphous Silicon and Its Alloys pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Inspec/Iee

作者:Searle, Tim (EDT)/ Searle, Tim/ Inspec (Information Service)

出品人:

頁數:440

译者:

出版時間:

價格:245

裝幀:HRD

isbn號碼:9780852969229

叢書系列:

圖書標籤:

• 非晶矽
• 矽閤金
• 半導體材料
• 薄膜技術
• 材料科學
• 太陽能電池
• 電子材料
• 材料性質
• 物理學
• 工程學

晶體材料結構與性能的深入探索 圖書名稱： 晶體材料結構與性能的深入探索 圖書簡介： 本書旨在為材料科學、物理學及工程學領域的專業人士和研究生提供一個全麵而深入的視角，聚焦於晶體材料的微觀結構、晶格動力學、電子性質以及宏觀機械性能之間的內在聯係。本書摒棄瞭對非晶態或類晶態材料的探討，專注於完美晶體和具有有序結構缺陷的晶體材料體係。 第一部分：晶體結構的理論基礎與錶徵 本書伊始，將係統地迴顧晶體學的基礎理論，深入剖析周期性結構在三維空間中的數學描述。重點將放在布拉維點陣、晶體學群（空間群）的分類與識彆，以及晶體的基本對稱操作。 1. 晶體結構基礎： 我們將詳細闡述密堆積結構（如麵心立方FCC、六方最密堆積HCP）的幾何構造，並引入理想晶格模型的構建方法。理論部分將嚴格運用群論工具，對晶體結構進行分類和描述，確保讀者理解晶體對稱性的數學嚴謹性。 2. 倒易空間與衍射物理： 深入探討傅裏葉變換在晶體結構分析中的核心作用，詳盡解析倒易點陣的概念及其物理意義。隨後的章節將聚焦於X射綫衍射（XRD）、中子衍射以及電子衍射的物理原理，重點闡述如何通過實驗衍射圖樣反演齣晶體的點陣參數、晶體取嚮和微觀應變。特彆地，本書將區分理想點陣散射與有限尺寸效應（如Scherrer公式的適用性邊界）的理論處理。 3. 晶體缺陷的分類與應力場： 盡管本書側重於完美晶體，但對晶體材料的宏觀性能而言，綫缺陷（位錯）和麵缺陷（晶界）的控製至關重要。本部分將嚴格遵循彈性理論框架，定量分析單位錯（如刃型、螺型和混閤型位錯）周圍的應力場分布，並計算其綫能量。對於晶界，將采用晶體學匹配模型（如小角度晶界模型）來描述界麵結構，並探討晶界能的理論估算方法。 第二部分：晶格動力學與熱力學性質 本部分將從原子振動的量子力學角度，解析晶體材料的熱學、聲學和部分輸運性質。 1. 晶格振動與聲子理論： 嚴謹地推導一維和三維周期性晶格的色散關係。我們將詳細討論聲學支和光學支的物理含義，特彆是聲子群速度、群速度與相速度的關係。理論分析將擴展到使用簡諧近似和有限範圍的相互作用勢能模型，以精確預測晶格比熱容的溫度依賴性。 2. 熱輸運性質： 基於聲子玻爾茲曼輸運方程，本書將推導晶體材料的熱導率公式。重點分析聲子散射機製，包括聲子-聲子散射（三聲子和四聲子過程）、晶界散射、雜質散射以及位錯散射對熱導率的貢獻。我們將提供詳細的計算案例，說明如何根據晶體結構特點預測材料的各嚮異性熱流。 3. 晶體熱膨脹： 從愛因斯坦模型到德拜模型的過渡，精確計算晶格的熱膨脹係數。理論分析將連接到晶格勢能麯綫的非對稱性，解釋宏觀熱膨脹現象的微觀根源。 第三部分：晶體材料的電子結構與電磁性質 本部分深入探討周期性勢場中電子的量子力學行為，這是理解晶體導電性、光學響應和磁性的核心。 1. 能帶理論的嚴格推導： 嚴格應用布洛赫定理，推導晶體中電子的能量-動量關係（能帶結構）。重點分析布裏淵區、費米麵、有效質量的概念，並區分直接帶隙和間接帶隙材料的物理特性。本書將使用緊束縛模型（Tight-Binding Model）作為補充，用以理解特定晶體結構（如二維材料或簡單立方結構）的能帶逼近計算方法。 2. 晶體的電學輸運： 基於能帶理論和玻爾茲曼方程，推導晶體的電導率張量。詳細分析電子的弛豫時間、平均自由程及其對電阻率的貢獻。此外，將專門討論摻雜半導體中施主和受主能級的形成，以及其在費米能級調控中的作用。 3. 晶體的介電與光學響應： 探討晶體中電子對外部電場的響應，包括靜態介電常數和高頻光學響應。通過計算晶體的範德華力（Van der Waals interaction）及離子極化，解釋晶體的界麵電勢分布。在光學部分，將聚焦於晶體對特定波長光的吸收、反射和摺射的微觀機製，特彆是等離激元共振在周期結構中的錶現。 第四部分：晶體材料的力學響應與塑性 本部分將迴歸宏觀力學，但從晶體學角度深入解釋塑性變形的內在機製。 1. 彈性變形與本構關係： 闡述晶體材料的應力-應變關係，詳細推導和應用鬍剋定律的張量形式。重點分析具有高對稱性的晶體（如立方晶係）的彈性常數矩陣，並解釋晶體各嚮異性對楊氏模量和剪切模量的影響。 2. 塑性變形的晶體學機製： 集中討論滑移（Slip）和孿生（Twinning）作為主要的塑性變形方式。嚴格界定滑移係的幾何學概念，分析施加在外力上的分量對位錯運動的驅動力（Schmid因子）。深入探討加工硬化、應變率敏感性等現象與位錯密度和位錯纏結動力學之間的定量關係。 3. 晶體斷裂： 從Griffith的能量平衡模型齣發，擴展到適用於晶體的斷裂韌性分析，重點討論在晶體裂紋擴展過程中，裂紋尖端位錯的析齣與堆積如何影響斷裂韌性的“韌化”效應。 本書的特點在於其理論的連貫性和數學工具的嚴謹性，所有分析均建立在明確的周期性勢場和量子力學假設之上，為讀者提供理解和設計高性能晶體材料的堅實理論框架。

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