《Electronic Properties of Materials》教材评介.doc

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1、《ElectronicPropertiesofMaterials》教材评介何为毅（南开大学物理科学学院）一、出版与作者情况《材料的电子学性质》(ElectronicPropertiesofMaterials)是由世界著名的科技出版社德国施普林格（Springer-Verlag）出版公司出版的。本书是第二版，并配有252处注释。全书共有404页。南开大学图书馆馆藏版本为1993年版本，为第二版。本书是由美国佛罗里达大学材料科学与工程学院教授RolfE.Hummel在第一版的基础上进行修改和扩充完成。在第一版的基础上，作者增加了高温超导体和光电技术的进展两章节内容。同时作者在半

2、导体器件制备、场效应管（JFET,MOSFET）、量子半导体器件，电学储存（D-RAM，S-RAM）、逻辑电路等其他第一版已有章节基础上增加了许多新的内容。RolfE.Hummel是佛罗里达大学材料科学系的教授，他于1963年在德国的斯图加特大学获得博士学位，同时期在德国的马克思-普朗克材料研发中心做过研究。1989年，Hummel教授应聘于Takagi-Yamada实验室。他是日本京都大学的客座教授，虽然一直在佛罗里达大学任职至今，但是他一直保留着他的德国国籍。RolfE.Hummel不仅是一位杰出的材料学专家，而且是一位出色的老师。联系方式：rhumm@mse.ufl.

3、eduPhone：（352)392-6667Fax:(352)392-6359Office:216RhinesHallDepartmentofMaterialsScienceandEngineering.Gainesville,FL32661他过去出版的书有：OpticalPropertiesofMetalsandAlloys(1971)Electro-andThermotransportinMetalsandAlloys(1977)ElectronicPropertiesofMaterials（1985，1993，2004）UnderstandingMaterialsSc

4、ience:History,Properties,Application（2004）HandbookofOpticalMaterials（2004）PET-CT:ACaseBasedApproach（2004）ThinFilmsforOpticalCoatings,Vol.1（1995）二、本书内容简介作者对材料的各种特性作了经典的概括，为从事此方向研究的科学工作者提供了重要的参考资料。第一章介绍综合性的电子学基本知识，从最基本的薛定谔方程出发引出晶体的能带理论与晶体中的电子行为。其中提供了常见的独立态与非独立态薛定谔方程，还举例了几种常见问题的薛定谔方程的解。后几节的能带

5、论是在经典理论分析的瓶颈下发展起来的，按照能带理论，在严格周期性势场中，电子可以保持在一个本征态中，具有一定的速度，并不随时间改变。能带论和费米统计解决了经典理论的矛盾，并且为处理电子运动以及电子自由程问题提供了新的基础。第二章介绍各种材料中的电学性质。包括各种常见的金属、半导体、绝缘体中电子的行为。作者从经典理论和量子力学两种方法出发来探讨金属和合金中的电导率问题，并和实验结果对比，得出合理的解释。在此基础上提出超导的概念。本章重点是半导体器件，作者非常详细地介绍了本征半导体和掺杂半导体的性质和应用，解释了有名的霍尔效应，并且在最后部分介绍了大量半导体器件的知识，如太阳能

6、电池、场效应管和量子半导体器件等前沿研究。对器件感兴趣的读者可以重点看本章的内容。第三章转向材料的光学性质，作者从两种不同的方法—光学的原子理论和量子力学来处理材料的光学特性问题。其中原子理论可分为阻遏自由电子和无阻遏自由电子。作者详细介绍了边界电子的行为和原因。同时其中在本章中作者介绍了很多关于应用方面的知识，包括各种激光器，如He-Ne激光器、C02激光器、半导体激光器、量子井激光器。在激光这节中，作者还对激光的产生、调制、放大等做了详细的介绍。本章最后过渡到集成光电子学（波导、EOW、光学调制和开关等）。第四章从各种磁学现象出发引出对磁畤的解释，包括常见的磁现象、微观

7、机理。然后提出了材料的抗磁性和顺磁性理论。其中材料的磁性理论作者归结为分子场理论和朗格理论。本章同时还介绍了磁学的许多应用方面知识。例如软铁材料，硬铁材料，磁性材料，储存介质等。第五章是本书最后一章，介绍了材料的热学性质，在本章一开始探讨了功、热、能量之间的关系。然后引出了理想气体方程。接着作者从最基本的热学基础出发，引出并解释了两个重点概念：材料的热容和热导。其中材料的热容量一节介绍了晶格的热振动、热容量的经典理论和量子理论。其中重点介绍和强调了爱因斯坦模型和德拜模型，计算出按这两种模型得出的声子热容量。热导一节