第1章 金属导电物理
1.1 导电基本理论 001
1.1.1 经典自由电子论 001
1.1.2 量子自由电子论 002
1.1.3 能带理论 004
1.2 金属的能带结构 007
1.2.1 晶体的能带结构 007
1.2.2 金属的能带结构特征 008
1.3 金属导电性能 010
1.3.1 金属的导电机制 010
1.3.2 典型金属材料及其性质 015
思考题 017
参考文献 018

第2章 半导体材料物理
2.1 半导体基础 019
2.1.1 本征半导体 019
2.1.2 非本征半导体 021
2.1.3 半导体表面及表面能带结构 024
2.2 半导体器件的基本结构 026
2.2.1 p-n 结 026
2.2.2 异质结 029
2.2.3 金属与半导体接触 030
2.2.4 半导体器件的电学性质 031
2.3 半导体的物理效应 034
2.3.1 磁阻效应 034
2.3.2 热电效应 037
2.3.3 半导体发光 041
2.3.4 光生伏特效应 046
2.3.5 霍尔效应 047
2.4 典型半导体材料及性质 048
2.4.1 第一代元素半导体材料 048
2.4.2 第二代化合物半导体材料 050
2.4.3 第三代宽禁带半导体材料 051
2.4.4 第四代超宽/窄半导体材料 053
思考题 054
参考文献 055

第3章 超导材料物理
3.1 超导电性的发现 056
3.2 超导体的特性 057
3.2.1 零电阻效应 057
3.2.2 迈斯纳效应 057
3.2.3 约瑟夫森效应 057
3.2.4 超导体的三个临界条件 060
3.3 第Ⅰ类超导体和第Ⅱ类超导体 061
3.4 超导电性的微观机制 062
3.4.1 同位素效应 062
3.4.2 超导能隙 063
3.4.3 BCS 理论 063
3.5 高温超导体 067
3.5.1 铜基高温超导体 067
3.5.2 铁基高温超导体 069
3.5.3 镍基高温超导体 070
3.5.4 高温超导机制的理论研究 071
3.6 超导材料的应用 072
3.6.1 超导材料在强电领域的应用 073
3.6.2 超导材料在弱电领域的应用 075
思考题 078
参考文献 078

第4章 磁性材料物理
4.1 原子的固有磁矩 079
4.1.1 自由原子的磁矩 079
4.1.2 物质中的原子磁矩 082
4.2 磁性材料的分类 083
4.3 铁磁性的“分子场”理论 085
4.3.1 自发磁化 085
4.3.2 外斯分子场理论 085
4.3.3 直接交换作用理论 088
4.3.4 间接交换作用理论 089
4.4 铁磁体的特性 090
4.4.1 磁晶各向异性能 090
4.4.2 退磁场能 092
4.4.3 磁致伸缩和磁弹性能 093
4.4.4 磁化曲线与磁滞回线 095
4.5 磁畴壁与磁畴结构 097
4.5.1 磁畴壁 097
4.5.2 磁畴结构 099
4.5.3 单畴 102
4.5.4 斯格明子结构 103
4.6 巨磁阻效应 104
4.6.1 金属超晶格的 GMR 效应 105
4.6.2 自旋阀的 GMR 效应 106
4.7 磁性材料及其典型应用 107
4.7.1 稀土永磁材料 107
4.7.2 新型软磁材料 108
4.7.3 磁性信息材料 109
4.7.4 柔性磁性薄膜和器件 112
思考题 114
参考文献 115

第5章 电介质材料物理
5.1 电介质基本概念 117
5.2 静电场中的电介质行为 118
5.2.1 电介质的极化 118
5.2.2 洛伦兹有效电场 121
5.3 变动电场中电介质行为 124
5.3.1 极化弛豫 125
5.3.2 动态介电常数 125
5.3.3 介电损耗 128
5.4 电介质材料的电导与击穿 131
5.4.1 电介质材料的电导 131
5.4.2 电介质材料的击穿 136
5.5 压电材料 140
5.5.1 压电效应与晶体对称性 140
5.5.2 压电方程与性能参数 141
5.5.3 压电材料及其应用 146
5.6 热释电材料 150
5.6.1 热释电效应与逆热释电效应 151
5.6.2 热释电晶体的状态方程 152
5.6.3 热释电材料及其应用 153
5.7 铁电材料 158
5.7.1 基本属性 159
5.7.2 铁电相变与晶体结构变化 164
5.7.3 铁电体的电致应变效应 175
5.7.4 铁电体的光学效应及应用 177
思考题 183
参考文献 183

第6章 高分子材料物理
6.1 高分子的结构 185
6.1.1 链结构 186
6.1.2 聚集态结构 191
6.2 聚合物的分子运动与转变 202
6.2.1 聚合物的分子运动 202
6.2.2 玻璃态-橡胶态转变 202
6.2.3 结晶行为和结晶动力学 203
6.2.4 熔融热力学 205
6.3 聚合物的导电性能 205
6.3.1 导电聚合物结构与导电性 206
6.3.2 电致发光和电致变色 214
6.3.3 光导电聚合物和太阳能电池 215
6.4 聚合物的介电性能 218
6.4.1 聚合物的极性和极化 218
6.4.2 聚合物的介电松弛 220
6.4.3 聚合物的压电性 221
6.4.4 聚合物驻极体和热释电性 222
6.4.5 聚合物的电击穿 222
6.4.6 聚合物的静电现象 223
思考题 224
参考文献 224

第7章 非晶态材料物理
7.1 非晶态固体的结构与形成 226
7.1.1 非晶态固体的结构模型 226
7.1.2 非晶态形成能力 233
7.2 非晶态半导体 235
7.2.1 非晶态半导体的结构 235
7.2.2 非晶态半导体的电子态 237
7.2.3 非晶态半导体的电学性质 240
7.3 非晶合金 243
7.3.1 非晶合金的结构 243
7.3.2 非晶合金的形成 244
7.3.3 非晶合金的独特性能 247
思考题 251
参考文献 252

第8章 薄膜材料物理
8.1 薄膜的形成与生长 253
8.1.1 临界核 253
8.1.2 成核理论 256
8.1.3 薄膜的形成过程 260
8.2 薄膜的结构 261
8.2.1 组织结构 262
8.2.2 晶体结构 263
8.2.3 表面结构 264
8.2.4 薄膜的缺陷 264
8.2.5 薄膜的异常结构和非理想化学计量比 266
8.3 薄膜的表面和界面 266
8.3.1 表面态和表面空间电荷层 267
8.3.2 表面势垒 269
8.3.3 界面和电接触 271
8.3.4 薄膜的附着力 275
8.4 薄膜的尺寸效应 276
8.4.1 尺寸效应 276
8.4.2 金属薄膜的尺寸效应 277
8.4.3 铁电薄膜的尺寸效应 278
8.5 几种典型薄膜材料及其应用 279
8.5.1 导电薄膜 279
8.5.2 半导体薄膜 279
8.5.3 电介质薄膜 282
8.5.4 超导薄膜 286
8.5.5 磁性薄膜 288
思考题 290
参考文献 290