材料科学与工程国际前沿 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:山东科学技术出版社

作者:李恒德等编

出品人:

页数:595

译者:

出版时间:2003-2

价格:98.0

装帧:精装

isbn号码:9787533130756

丛书系列:

图书标签:

• 国外优秀科技著作出版专项基金资助的好书
• 材料科学
• 材料工程
• 先进材料
• 纳米材料
• 生物材料
• 复合材料
• 金属材料
• 陶瓷材料
• 聚合物材料
• 材料性能

凝聚态物理：从晶体结构到量子现象的深度探索 图书名称：《凝聚态物理：从晶体结构到量子现象的深度探索》 作者： [此处可虚构一位物理学家的名字，例如：张伟 教授] 出版社： [此处可虚构一家出版社，例如：高等教育出版社] 出版年份： [例如：2024年] --- 内容提要 《凝聚态物理：从晶体结构到量子现象的深度探索》是一部全面、深入且富有洞察力的教材与专著，旨在为物理学、材料科学、化学、电子工程等领域的学生、研究人员及工程师提供一个坚实的理论框架，用以理解凝聚态物质的宏观性质如何源于其微观的量子力学基础。本书的叙事线索紧密围绕“有序性”与“涨落”这两个核心概念展开，系统梳理了从经典晶格振动到复杂量子多体理论的演进历程。 全书内容涵盖了从最基础的晶体衍射、能带理论的建立，到高深莫测的超导、磁性理论及拓扑物态的现代前沿。我们力求在保持数学严谨性的同时，用清晰的物理图像贯穿始终，使读者不仅掌握计算技巧，更能深刻理解背后的物理直觉。 --- 第一部分：晶体的几何与动力学基础 (The Geometry and Dynamics of Crystals) 本部分奠定了凝聚态物理研究的基石——周期性结构及其在低温下的集体运动。 第一章：晶体结构与对称性 本章详细介绍了晶体的基本概念，包括晶格、基矢、布拉维点阵以及十四种米勒（Miller）指数的划分。重点阐述了空间群的概念，这是理解材料宏观对称性与微观电子结构关系的关键。我们不仅分析了二维和三维晶体结构（如密堆积、金刚石结构），还引入了近晶体（Quasicrystals）的概念，拓宽了对周期性定义的理解。衍射理论被置于本章核心，通过布拉格定律和倒易空间的概念，解释了X射线、电子和中子衍射如何成为结构分析的“眼睛”。 第二章：晶格振动与声子 凝聚态物质的集体激发——声子，是理解热学和电学性质的起点。本章从经典弹性理论出发，推导了一维和三维晶格的色散关系，引入了声学支和光学支的概念。紧接着，运用量子力学，推导出声子的产生、湮灭算符，并阐述了德拜（Debye）模型和布洛赫-格林（Bloch-Grüneisen）公式在计算比热容中的应用。重点讨论了声子散射如何导致电阻率的温度依赖性，并探讨了声子在热导中的作用。 第三章：晶体中的电子理论：能带的构建 本章致力于解释电子如何从自由电子气转变为受晶格周期势场约束的电子。从薛定谔方程在周期势场下的应用出发，推导了布洛赫（Bloch）定理，这是半导体物理的基石。我们详细解析了布洛赫波的性质，随后深入讨论了紧束缚模型（Tight-Binding Model）和晶格势模型（如K·P微扰理论），用以计算能带结构，区分导体、半导体和绝缘体。费米面、费米面上的电子的有效质量概念在本章得到详尽阐述。 --- 第二部分：电子的相互作用与输运现象 (Electron Interactions and Transport Phenomena) 在掌握了独立电子模型后，本部分聚焦于电子间的相互作用如何塑造材料的功能性，特别是输运和电磁响应。 第四章：电子的统计力学与输运理论 本章将费米-狄拉克统计应用于能带结构，计算了材料的载流子浓度和化学势。重点讲解了玻尔兹曼输运方程（Boltzmann Transport Equation）的推导及其在描述电子漂移、扩散过程中的应用。通过弛豫时间近似，推导了电导率、霍尔效应和热电效应（塞贝克系数）的经典表达式。此外，引入了电子平均自由程的概念，并讨论了杂质和声子散射对输运性质的限制。 第五章：电子-电子相互作用与平均场理论 突破独立电子近似，本章开始探讨库仑相互作用在固体中的重要性。首先介绍了简化的平均场处理方法，如朗道（Landau）费米液体理论的基本假设及其对正常金属的解释力。随后，系统性地引入了随机相位近似（RPA）和简化的Hartree-Fock方法，展示了电子相关效应如何修正能带结构和激发谱。本章为理解更复杂的强关联体系埋下伏笔。 第六章：介电函数与线性响应理论 本章从更一般的线性响应理论出发，利用久保（Kubo）公式，将宏观的电磁响应（如介电常数、磁化率）与微观的关联函数联系起来。详细推导了静态和动态介电函数的物理意义，并分析了等离子体振荡（Plasmons）的激发条件。这部分内容为理解表面等离子体共振和光子与电子的相互作用提供了必要的数学工具。 --- 第三部分：突破经典范式的量子现象 (Quantum Phenomena Beyond Classical Paradigms) 本部分深入探讨了凝聚态物理中最具挑战性和前沿性的领域，这些现象完全依赖于量子力学和多体效应。 第七章：晶格中的电子-声子耦合与超导电性 本章的核心是BCS理论的构建。我们从电子-声子相互作用的微扰理论出发，推导出有效电子间吸引力的机制。随后，详细解析了超导体的基本性质，包括能隙的出现、完全抗磁性（迈斯纳效应）的微观解释，以及Ginzburg-Landau唯象理论。本章也涵盖了超导体的基本激发，如准粒子激发，并简要介绍了高温超导的挑战。 第八章：磁性物质的起源与铁磁共振 本章聚焦于电子自旋的集体行为。从泡利不相容原理和洪特规则（Hund's Rules）出发，解释了磁性的微观来源。重点分析了海森堡（Heisenberg）交换相互作用在描述磁性中的作用，并使用平均场方法（如布洛赫平均场理论）解释了铁磁性、反铁磁性及亚铁磁性的起源。此外，深入探讨了自旋波（Magnons）的量子化激发，并通过铁磁共振实验，展示了宏观磁性质如何与微观自旋波联系起来。 第九章：拓扑物态：从霍尔效应到新的量子材料 这是全书的前沿部分，系统介绍了拓扑量子物理的概念。从朗道能级的量子霍尔效应（QHE）出发，利用拓扑不变量（如陈数）来解释边缘态的鲁棒性。随后，将概念推广到拓扑绝缘体（TI），解释了其体态绝缘、表面态导电的特性，以及自旋-轨道耦合在其中的关键作用。本书最后部分还对拓扑超导体和分数电荷的潜力进行了展望，展示了拓扑保护在未来计算中的应用前景。 --- 本书的特色与优势 1. 理论与图像并重： 本书力求在严谨的数学推导（如Green函数、微扰理论的应用）和清晰的物理直觉之间找到平衡，避免了纯粹公式的堆砌。 2. 覆盖现代前沿： 深入讲解了拓扑物态、强关联系统基础等当前凝聚态物理研究的热点，为研究生和青年研究人员提供了坚实的理论工具。 3. 工程应用视角： 在描述基础理论时，始终关注其对半导体器件、磁存储技术和新型功能材料设计的指导意义。 本书适合作为物理学、材料科学与工程专业高年级本科生和研究生的核心教材，同时也是相关领域研究人员的优秀参考手册。通过对《凝聚态物理：从晶体结构到量子现象的深度探索》的学习，读者将能构建起一个从原子尺度到宏观功能的完整知识体系。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期在**能源存储材料**领域摸爬滚打的工程师，我对于任何声称覆盖“国际前沿”的书籍都抱有一丝警惕，因为技术迭代的速度实在太快了。但《材料科学与工程国际前沿》在**固态电解质界面稳定性**这一块的处理方式，确实展现出了极高的专业水准和对最新研究动态的敏锐捕捉。它没有被那些昙花一现的概念所迷惑，而是深入剖析了电化学反应动力学在不同温度和压力条件下的非线性变化。书中对**新型二维材料的制备与表征**的论述也极具启发性，尤其是如何克服扫描隧道显微镜（STM）在实际操作中的环境干扰，实现对单层晶体结构的高度精确判断。我特别欣赏它对**缺陷工程**在提升材料性能中的作用的精辟总结——与其被动地修复缺陷，不如主动地设计缺陷以引导功能。行文风格上，这本书非常注重逻辑的严密性，避免了过多煽情或夸大的词藻，数据支撑详实可靠，图表设计直观易懂。对于希望将实验室研究成果转化为工业级产品的专业人士而言，这本书无疑提供了一个极佳的、可操作的理论参考框架。

评分☆☆☆☆☆

我过去阅读过许多关于“未来材料”的科普读物，它们往往充满了科幻色彩，但缺乏坚实的科学基石。然而，《材料科学与工程国际前沿》这部作品，成功地将**极致的想象力与严谨的工程学约束**结合了起来。它最让我感到新颖的是对**智能响应材料的认知重塑**。书中不仅展示了如何制造能够感知温度、光照或应力的材料，更探讨了如何赋予这些材料“决策”能力，使其能主动地、非线性地改变自身形态或功能，这已经超出了传统材料学的范畴。在讲解**增材制造的微观冶金过程**时，作者的笔触极其细腻，他们没有回避那些难以观测的液固界面迁移和枝晶生长过程中的随机性，反而将其视为设计优化的关键变量。全书的结构设计体现了极强的**全球化视野**，它没有偏向某一特定研究流派或地理区域的成果，而是力求呈现一个公正、全面的国际研究图景。阅读过程中，我常常会停下来，思考书中提出的每一个论断背后的实验设计哲学。这本书对我的启发，不在于教会了我新的实验技巧，而在于**重塑了我对“材料”这一基本概念的理解深度**。它是一本值得反复研读、常读常新的参考巨著。

评分☆☆☆☆☆

老实讲，我拿到这本《材料科学与工程国际前沿》的时候，其实是抱着一种“试试看”的心态。市面上关于材料学的书汗牛充栋，大多不过是把老掉牙的知识点重新排列组合一番，读起来索然无味。然而，这本书给我的第一印象是它的**叙事节奏感极强**。它不像那种堆砌公式和图表的说明书，反而更像一位经验丰富的领域专家在与你进行一场高质量的咖啡馆对话。特别是在讨论**增材制造（3D打印）中的材料局域相变控制**时，作者巧妙地运用了时间轴和空间维度的切换，将熔池的瞬态行为描绘得栩栩如生。他们不仅展示了技术如何进步，更揭示了支撑这些进步背后的基本物理限制和解决思路。书中对**生物医用植入材料的自适应性设计**部分，我感受到了极大的触动。它不再是孤立地谈论生物相容性，而是将材料视为一个动态的、需要与宿主环境进行“长期谈判”的伙伴。这种哲学层面的思考，使得原本枯燥的材料失效分析变得富有诗意和紧迫感。这本书的价值在于，它成功地在工程实用性和基础科学的深刻性之间架起了一座坚实的桥梁，读完后，我立刻感觉自己对“为什么”比“怎么做”有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉，就像是置身于一个跨越了不同研究领域的“思想马拉松”现场。它不像传统教科书那样按部就班地讲解晶体学或热力学，而是以一种**问题驱动**的方式组织内容。例如，它将**极端环境下的材料服役行为**作为一个核心议题，串联起了超高温陶瓷、耐辐照金属以及自修复聚合物这几类看似风马牛不相及的材料体系。这种整合能力非常难得。我尤其对书中对**计算材料学**的介绍印象深刻。作者没有仅仅罗列DFT计算的流程，而是侧重于探讨如何设计更高效的机器学习模型来加速材料筛选过程，这一点直指当前科研的痛点——数据的高效利用。读起来的感受是，它要求读者具备一定的基础知识储备，但一旦进入状态，思维的火花会不断迸发。它强迫你跳出自己固有的研究范式，去思考如何将A领域的成功经验迁移到B领域。语言组织上，它的句式变化丰富，学术性与可读性得到了很好的平衡，避免了某些专业书籍那种僵硬的、公式化的腔调。它更像是一份**面向未来的研发路线图**，清晰地指出了未来十年材料科学可能突破的方向。

评分☆☆☆☆☆

这部《材料科学与工程国际前沿》的书籍，坦率地说，在很多方面都给我带来了不小的震撼。它不仅仅是一本教材或综述性质的文献汇编，更像是一份对当前材料学研究版图的精细测绘图。我特别欣赏作者在组织材料时的那种宏观视野，他们似乎能穿透具体的实验细节，直抵学科发展的脉络核心。比如，在介绍**先进复合材料的界面行为**那一部分，书中没有停留在传统的力学分析层面，而是深入探讨了纳米尺度上化学键合和缺陷控制如何决定宏观性能的涌现。这一点极大地拓宽了我的思路，让我意识到，要真正推动材料的迭代，必须学会用跨学科的语言去对话，将物理化学的深刻洞察转化为工程上的可控设计。书中对**高熵合金**的结构稳定性和热力学基础的论述尤其精彩，它不像某些文献那样仅仅罗列新的组分，而是试图建立一个普适性的理论框架来预测这些复杂体系的行为。阅读体验是既艰深又充满启发的，感觉每翻过一页，我的知识边界都在被悄然推高。唯一的遗憾是，某些前沿领域的探讨略显点到为止，留下了太多悬念，或许这也是“前沿”二字本来的含义吧——永无止境的探索。总而言之，这是一部能让资深研究者和有志于此的博士生都获益匪浅的重量级作品。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆