Advances in Optical Thin Films II pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Society of Photo Optical

作者:Amra, Claude; Kaiser, Norbert; MacLeod, H. A.

出品人:

页数:704

译者:

出版时间:2005-9-30

价格:USD 160.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780819459817

丛书系列:

图书标签:

• Optical thin films
• Thin film optics
• Optical coatings
• Materials science
• Photonics
• Optics
• Nanotechnology
• Surface science
• Film deposition
• Optical properties

固体物理学导论：从晶体结构到电子行为 本书旨在为对固体材料的内在机制感兴趣的读者提供一个全面而深入的导论。我们着重于连接宏观可观察性质（如电导率、热容和磁性）与微观层面的原子排列和电子量子态。全书内容结构严谨，逻辑清晰，力求在不牺牲深度的情况下，确保初学者也能逐步掌握固体物理学的核心概念。 第一部分：晶体结构的几何基础 本部分奠定了理解固体材料的结构性描述。晶体结构并非随机堆砌，而是具有高度有序的周期性排列。我们从最基本的点阵概念入手，详细阐述布拉维点阵的七种晶系和十四种点阵类型，这是描述所有晶体结构的数学框架。 随后，我们将深入探讨晶体学的关键工具：晶面指数（米勒指数）的应用，这对于理解材料的表面性质、解理面以及衍射行为至关重要。我们详细分析体心立方（BCC）、面心立方（FCC）和密堆积结构（HCP）的几何填充效率和配位数，并讨论如何利用倒易点阵的概念来理解X射线、电子束或中子束与晶体的相互作用。倒易点阵是连接实验观察（如衍射峰的位置）与实空间结构的关键桥梁。 第二部分：晶格振动与热力学性质 晶体中的原子并非静止不动，而是围绕其平衡位置做周期性振动。这部分内容集中探讨晶格振动——声子（Phonons）——的概念。声子是描述晶格振动的量子化准粒子，其行为类似于光子。 我们从一维理想晶格的原子链模型出发，推导出色散关系 $E(mathbf{k})$，区分声学支和光学支，并解释这两个分支在热传输和介电响应中的不同作用。随后，我们将这些一维结果推广到三维晶体，并引入德拜模型（Debye Model）和爱因斯坦模型（Einstein Model）来计算晶体的比热容。德拜模型成功地解释了低温下比热容正比于温度的立方关系 $left(C_V propto T^3 ight)$，这是对经典牛顿力学预测的重大修正。 此外，本章还讨论了晶格振动对材料热导率的贡献，以及声子-声子散射（Umklapp过程）在限制高效率热传输中的作用。 第三部分：电子的能带结构 这是固体物理学的核心所在，解释了为什么有些材料导电，有些是绝缘体，还有些是半导体。本部分基于近自由电子模型和紧束缚近似，逐步建立起能带理论。 首先，我们考察布洛赫定理（Bloch Theorem），它是理解周期势场中电子波函数形式的基础。布洛赫电子的波函数具有周期性相位因子， $psi_{mathbf{k}}(mathbf{r}) = e^{i mathbf{k} cdot mathbf{r}} u_{mathbf{k}}(mathbf{r})$。基于此，我们引入晶格周期势对电子能量的周期性影响，从而形成禁带（Energy Gaps）和导带/价带的结构。 通过费米能级（Fermi Energy）的概念，我们区分了金属、半导体和绝缘体。我们详细分析了有效质量 $m^$ 的概念，它是描述电子在晶格中运动时如何响应外部电场或磁场的关键参数，其计算涉及到能带曲率的倒数。 为了量化电子在这些能带中的分布，我们应用费米-狄拉克统计，并计算在不同温度下电子对电导率、磁化率的贡献。 第四部分：电学、磁学与光学性质 在理解了能带结构后，本部分着重于电子运动导致的宏观现象。 在电输运性质方面，我们深入探讨了欧姆定律的微观基础，并引入弛豫时间和散射机制（如晶格缺陷、声子散射）对电阻率的影响。对于半导体，我们详细分析了本征半导体和杂质半导体的载流子浓度、迁移率，并引入了霍尔效应来直接测量载流子的浓度和符号。 在磁性方面，我们分类讨论了抗磁性（Diamagnetism）、顺磁性（Paramagnetism）和铁磁性（Ferromagnetism）。我们利用朗之万公式和布洛赫方程来描述外磁场下材料的响应，并解释铁磁性背后的交换相互作用和磁畴结构。 最后，我们简要触及光学性质，讨论晶体对光的吸收和透射机制，特别是当光子能量恰好等于或大于能带间隙时发生的光吸收现象。 第五部分：缺陷与非晶固体 理想的周期性晶体是理论上的简化。本部分关注晶体缺陷对材料性能的决定性影响。我们对点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷进行分类和几何描述。 特别是对于半导体材料，杂质原子（掺杂）是调控其电学性质的关键。我们将分析N型和P型掺杂如何引入施主能级和受主能级，从而精确控制费米能级的上下移动。 此外，本书也涵盖了非晶固体的结构特征，例如玻璃态材料，它们缺乏长程有序性，其物理性质（如热容、弛豫行为）与晶体材料存在显著差异。 本书的编写风格力求严谨的物理图像与清晰的数学推导相结合，辅以丰富的图示和例题，旨在为物理学、材料科学、电子工程等领域的学生和研究人员提供坚实的理论基础。

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我最近翻阅的这本《复杂介质中的电磁波散射与传播》，简直是教科书级别的典范。它没有过多纠缠于基础的麦克斯韦方程组的重复讲解，而是直接切入到复杂几何结构——比如分层不均匀的类晶体结构，或者含有随机缺陷的复合材料——对电磁波的影响。书中对有限元方法（FEM）和时域有限差分法（FDTD）在处理边界条件时的数值稳定性问题进行了详尽的对比分析，特别是针对大尺度模拟中的内存优化策略，提供了非常实用的编程技巧。其中一个亮点是对“类洛伦兹材料”的电磁特性建模，展示了如何通过精细调控结构参数来实现对特定波段的负折射率效应。唯一的遗憾是，关于如何将这些数值模拟结果与实际的雷达散射截面（RCS）测量进行高精度校准的实操流程介绍得不够详尽，更多停留在理论层面。对于从事隐身技术或先进传感器设计的工程师而言，这本书是拓宽视野、加深理解的绝佳读物。

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《半导体异质结构的热电性能调控》这本书，主要围绕如何通过界面工程来优化材料的塞贝克系数和热导率。它从凝聚态物理的角度出发，详细推导了二维材料（如过渡金属硫化物）中电子态密度对费米能级依赖性的影响，并构建了一个多尺度模型来预测宏观的热电优值（ZT）。书中深入分析了声子散射机制，特别是界面处的准弹性散射如何有效地降低热导，这是一个非常前沿且关键的研究点。作者对超晶格结构中能带重构的计算方法（如DFT结合玻尔兹曼输运方程）的介绍，严谨而清晰，为初级计算物理研究人员提供了坚实的入门路径。然而，本书在新型掺杂策略，特别是通过原子层沉积（ALD）实现精确界面掺杂的技术细节上略显保守，更多聚焦于传统化学气相沉积的产物分析。对于热电材料的实际器件制备，尤其是散热接口的热阻管理，着墨不多，这使得从材料到模块的转化链条稍显薄弱。但即便如此，其在基础物理解释上的深度，仍然使其成为该领域不可多得的参考资料。

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这部关于纳米光刻技术的专业著作，从光刻机的原理到先进的掩模制作工艺，都有着非常深入的探讨。作者显然对半导体制造领域的最新进展有着独到的见解，书中对于极紫外光（EUV）光刻技术的瓶颈问题，如光源的稳定性和掩模缺陷的控制，进行了细致的分析。特别是关于浸没式光刻中像差校正的数学模型部分，推导过程严谨而详尽，即便是初次接触该领域的工程师也能从中获益良多。书中还穿插了大量实际案例，展示了如何通过优化光刻参数来提高器件的良率。不过，对于材料科学在光刻胶配方中的应用，似乎着墨略少，这使得从化学角度理解光刻过程的深度略有不足。整体而言，这是一本非常适合光电子学、微纳制造领域研究生和资深工程师参考的工具书，其理论深度和实践指导性都达到了很高的水准，为理解现代集成电路制造的核心环节提供了坚实的理论基础。

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《高分辨率光谱学中的新方法》这本书，主要聚焦于如何利用量子级的效应来突破传统光谱测量的极限。书中开篇便对傅里叶变换光谱仪的噪声模型进行了彻底的重构，提出了一个基于压缩传感理论的新型数据采集框架，令人耳目一新。最引人入胜的是关于单光子探测阵列在超快光谱分析中的应用章节，作者详细描述了如何通过时间分辨技术捕捉到瞬态分子的振动态谱。然而，我对其中关于非线性光学材料在太赫兹波段的响应部分感到有些困惑，作者的论述显得过于依赖高阶微扰理论，缺乏足够的实验验证数据来支撑其理论预测的普适性。尽管如此，对于希望将前沿量子光学成果转化为实际测量工具的实验物理学家来说，这本书无疑提供了许多极具启发性的思路和潜在的研究方向。阅读过程中，时不时需要查阅一些更基础的量子场论文献来辅助理解某些推导，这表明本书的定位是面向该领域内已经有相当积累的专家。

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这本关于生物光子学成像技术的专著，视角相当独特，它将传统的几何光学与现代的生物分子标记技术紧密结合起来。作者花费了大量篇幅来阐述结构光照明显微镜（SIM）如何通过倾斜照明和图像重建算法，在不牺牲太多信噪比的前提下，实现超越衍射极限的成像分辨率。书中对于荧光寿命成像（FLIM）中反卷积算法的选择和参数优化给出了非常详尽的指导，对于精确测量细胞内pH值或钙离子浓度的变化非常有帮助。我特别欣赏它对“光漂白”效应的量化分析，作者提出了一种动态补偿模型，理论上可以显著延长活细胞长时间观测的窗口。不过，对于处理高密度生物组织（如活体脑组织）时，光散射带来的严重失真问题，书中给出的解决方案似乎还停留在初级阶段，更先进的基于深度学习的去模糊技术并未得到充分探讨。总的来说，它是一本非常适合生物医学工程和细胞生物学交叉领域研究人员的实用手册。

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