固體量子化學：材料化學的理論基礎

圖書目錄

第一章晶體的周期性結構與對稱性

1-1 晶體的空間對稱性

1．平移對稱性

2．點對稱性

3．晶系與Bravais晶格

1-2 倒晶格與Brillouin區

1．正格矢空間中的晶胞

2．Wigner-Seitz元胞

3．倒格矢

4．Brillouin區

1-3 平移群的不可約表示

1-4 空間群的不可約表示

1．波矢k群及其表示

2．空間群的不可約表示

1-5 雙值空間群

1-6 時間反演與磁性空間群

1．時問反演算符

2．Kramers定理與附加簡併度

3．磁厚達犁性空間群

1-7 晶體對稱性與相變

參考文獻

第二章能帶論基礎

緒論

2-1 晶體中電子態

1．Schrodinger方程的對稱性與能帶

2．Bloch函式的一般性質

2-2 Brillouin區中對芝檔遙晚稱點上態的分類

1．簡單立方點陣

2．頁拒辯相容性關係

2-3 自由電子能帶

1．自由電子模型

2．簡單立方晶體

3．準自由電子近似

2-4 緊束縛近似

1．忽略重疊積分的情形

2．基於S，P態的能帶

3．重疊積分不為零的情形

2-5 正交化平面波法與贗勢法

1．正交化平面波法

2．贗勢法

2-6 元胞法、綴加平面波法與KKR法

1．元胞法

2．綴加平面波法備辨微

3．KKR法

參考文獻

第三章晶體的分子模型

緒論

3-1 分殃拜槓懂子簇模型

3-2 簇在晶體中的環境

3-3 擴展晶胞的準分子模型

1．擴展晶胞及其對稱性

2．倒格矢空間中的擴展晶胞與Brillouin區

3．擴展晶胞的準分子模型

參考文獻

第四章固體研究中的量子化學方法

緒論

4-1 電子態計算中的基本近似

1．非相對論的分子Hamilton量

2．Born-Oppenheimer近似

3．軌道近似

4-2 分子理論中的自洽場方法

1．閉殼層體系的Harrree-Fock-Roothaan方法

2．開殼層體系的Hanree-Fock-Roothaan方法

3．Mulliken-Ruedenber9近似與ZD0近似

4-3 固體研究中的LCA0-C0近似

1．原子軌道線性組合的晶體軌道法要點

2．分子模型中的LCA0近似

3．準分子擴展晶格模型中的Mulliken近似與零微分重疊近似

4-4 固體研究中的Xa－方法

1．定域化電子密度近似——Hartree-Foek-Slater方程式

2．多重散射波Xa-方法

3．離散變分X-方法

4-5密度泛函理論

1．Thomas-Fermi模型

2．Hohenberg-Kohn定理

3．Kohn-Sham方法

4．LDA與LSDA近似

4-6一些具體計算方案

1．全電子近似

2．贗勢法

3．Car-一Parrinello方法

參考文獻

第五章低維固體

緒論

5-1低維固體的基本特徵

1．維度性

2．Peierls不穩定性

3．電荷密度波與自旋密度波

4．Kohn異常

5．非線性元激發——“孤子”態

§5-2一維周期體系的電子態

1．簡單HuOekel模型

2．半經驗和非經驗的LCAO一CO方法

3．Green函式墓朽笑方法

§5-3低維有機導體

1．聚乙炔

2．基態非簡併的有機導體

3．準一維石墨類有機導體

4．有機分子元件

§5-4其他低維固體

1．TTF-TCNQ體系

2．聚硫氮

3．有機金屬絡合物

參考文獻

第六章真實晶體

緒論

6-1 金屬

1．金屬電子結構的物理模型

2．金屬電子結構的x-法處理

3．金屬的晶體結構

6-2 離子晶體

1．離子晶體中的靜電作用勢

2．離子晶體的電子狀態

6-3 共價晶體

6-4 鈣鈦礦型晶體

6-5 非晶態固體

1．一維隨機Kronig-Penney模型

2．Anderson模型

參考文獻

第七章晶體表面與晶體缺陷

緒論

7-1 晶體表面的一般性質

1．表面能與晶格形狀

2．懸浮鍵與表面晶格畸變

7-2 金屬表面與吸附作用

1．金屬表面的電子態

2．表面吸附的電子態

7-3 金屬氧化物表面與吸附作用

1．金屬氧化物的能帶結構

2．金屬氧化物表面的電子態

7-4 晶體缺陷

1．晶體缺陷的基本性質

2．晶體缺陷的電子態

參考文獻

第八章有機磁性體

緒論

8-1 磁性體內自旋相互作用理論

1．交換相互作用Hamilton量

2．超交換相互作用

8-2 高自旋有機分子

1．Hund規則與NBMO法

2．VB法與Heisenberg模型

3．自旋極化型MO法與自旋極化效應

4．值的從頭計算

5．自旋離域化效應

8-3 高自旋有機聚合物

1．一維高自旋有機聚合物

序言

本書第一版完稿於1993年冬，於1997年出版。近年來已被許多高校（研究所）有關材料科學專業作為大學參考書或研究生教材使用，據說反應尚好。由於該書印數較少，初版書上市很快就已售空。所以近幾年筆者不斷地收到一霸格些教師與同學們（包括國外留學人員）需求該書的來信與電傳。筆者除了已將自存的幾十本書寄贈完之外別無他法了。這次本書被教育部審定作為研究生教材得以再版，實在是適應了當前這方面需求的大好事，同時藉此機會筆者對本書得以作一次全面的校訂與增補。使得它更能適應材料科學的發展實際與國內有關專業教學的需要。

全書共十章，總的來說，作為研究生教材，除了增補了近十年的重要文獻外，本書的基本架構沒有變。其中第一章晶體結構與第二章固體能帶理論基礎部分仍然是適合化學與其他非物理專業的學生們學習掌握凝聚態物理基本概念與方法所必需的。第三章與第四章是固體量子化學的理論模型與方法，乃本書的理論基礎的核心部分，鑒於其中的密度泛函理論方法在固體材料研究中的套用更加廣泛深入，因而增補了一節（§4-6 一些具體計算方案），反映了當前新材料的分子設計與材料設計中理論工具套用的現況，其餘均仍屬必要的。在第五章到第十章的新材料各論部分中，僅對第八章有機磁性體增補一節（§8-5 多自由基分子的磁性與相變溫度），第九章有機非線性光學材料中增補二節（§9-6 螺旋共軛分子與§9-7 C60衍生物的NLo性質），最後在第十章中增補一節（§10-5 碳納米管的結構、電子態與性能）反映了當今材料科學領域中重大而頗有發展前景的課題的研究現狀。關於納米材料，似乎應當單辟一章專門給予介紹與論述，但限於這次修訂時間短促，只將有關材料作為一節補充在超導電材料之後。經這次修訂增補之後，自信再版會比初版更能反映當前材料科學的分子設計理論現況，更能讓學生易於理解與掌握。雖然筆者已奮力為之，但限於水平與條件，不當之處一定不少，懇切希望讀者與同仁多加指正。

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