本書は、工学系の大学3、4年生を対象として、非常に広範な固体物理の分野から取り上げる内容を精選し、基礎的な事項と重要な物性を解説する。そして、「基礎的な知識と考え方を応用する力」を習得できるように、多くの教育的配慮と工夫がなされた教科書である。
1.結晶構造と周期性
1 格子とは何か
2 基本単位胞
3 結晶構造
4 非晶質固体と液体の構造
演習問題
2.k 空間
1 k 空間とは
2 逆格子
3 k 空間の座標
4 結晶構造の決定法
演習問題
3.量子力学
1 量子力学の導入
2 量子力学の基礎
3 調和振動子
4 角運動量とスピン
5 原子の電子状態
6 摂動論
7 トンネル効果
演習問題
4.固体の結合
1 結合とは何か
2 分子結合
3 イオン結合
4 共有結合
5 金属結合
6 ファン・デル・ワールス結合
7 水素結合
演習問題
5.格子振動
1 1次元格子の格子振動
2 3次元の格子振動
3 フォノン
演習問題
6.格子比熱と熱伝導
1 格子比熱
2 熱伝導
演習問題
7.自由電子論
1 自由電子モデル
2 箱の中の電子状態
3 フェルミ統計
4 基底状態の全エネルギー
5 状態密度とフェルミ分布
6 電子比熱
演習問題
8.エネルギーバンド
1 エネルギーバンドの一般論
2 空格子のバンド
3 ほとんど自由な電子のバンド
4 擬ポテンシャル法
5 強く束縛された電子の近似
演習問題
9.バンド理論の応用
1 金属と絶縁体の分類
2 電子のk 空間での運動
3 正孔
4 結晶運動量
5 フェルミ面
演習問題
10.電気伝導
1 固体の電気伝導
2 ホール効果
3 電気抵抗の温度変化
4 k 空間での電気伝導
5 ボルツマンの輸送方程式
演習問題
11.光学的性質
1 物質の電磁気学
2 金属の光学的性質
3 絶縁体の光学的性質
4 半導体のバンド間吸収
演習問題
12.磁性
1 磁性を担う磁気モーメント
2 常磁性
3 反磁性
4 強磁性
演習問題
13.半導体の物理
1 半導体のバンド構造
2 電子と正孔のエネルギー分布
3 不純物半導体
4 有効質量理論
5 p-n接合
演習問題
14.超伝導
1 超伝導物性
2 熱伝導のBCS理論
3 トンネリングとジョセフソン効果
演習問題
15.多体問題
1 多体問題の位置づけ
2 プラズマ振動
3 誘電率の摂動論
4 モット転移
演習問題
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