固体物理学现代教程

　　1 drude theory of metals
　　1.1 drude model of a metal
　　1.2 basic assumptions in the drude theory
　　1.3 equation of motion
　　1.4 electrical conductivity of a metal
　　1.5 hall effect and magnetoresistance
　　1.6 thermal conductivity of a metal
　　1.7 inadequacies of the drude model
　　problems
　　2 sommerfeld theory of metals
　　2.1 single-electron energy levels
　　2.2 ground state of the electron gas
　　2.3 finite-temperature properties of the electron gas
　　2.4 conductions in metals
　　2.5 inaccuracies of the sommerfeld theory
　　problems
　　3 bravais lattice
　　3.1 definition of a bravais lattice
　　3.2 primitive vectors
　　3.3 primitive unit cell
　　3.4 wigner-seitz cell
　　3.5 conventional unit cell
　　3.6 lattice vectors
　　3.7 bravais lattices in two dimensions
　　3.8 bravais lattices in three dimensions
　　3.9 mathematical description of a bravais lattice
　　problems
　　4 point groups
　　4.1 point symmetry operations
　　4.2 group
　　4.3 point groups for crystal structures
　　problems
　　5 classification of bravais lattices
　　5.1 lattice centerings
　　5.2 criteria of classification of bravais lattices
　　5.3 seven crystal systems
　　5.4 crystallographic point groups
　　5.5 summary
　　problems
　　6 space groups of crystal structures
　　6.1 nonsymmorphic symmetry operations
　　6.2 notation of a space group
　　6.3 symmorphic space groups
　　6.4 nonsymmorphic space groups
　　6.5 typical crystal structures
　　problems
　　7 scattering of x-rays by a crystal
　　7.1 general description of x-ray scattering
　　7.2 scattering of x-rays by an atom
　　7.3 scattering of x-rays by a primitive cell
　　7.4 scattering of x-rays by a crystal
　　problems
　　8 reciprocal lattice
　　8.1 derivation of the reciprocal lattice
　　8.2 reciprocal lattices of two-dimensional bravais lattices
　　8.3 reciprocal lattices of three-dimensional bravais lattices
　　8.4 brillouin zones
　　8.5 reciprocal lattice vectors and lattice planes
　　8.6 alternative definition of miller indices
　　8.7 interplanar distances in families of lattice planes
　　problems
　　9 theories and experiments of x-ray diffraction
　　9.1 characteristic x-ray lines
　　9.2 braggs theory of x-ray diffraction
　　9.3 von laues theory of x-ray diffraction
　　9.4 equivalence of braggs and von laues theories
　　9.5 experimental methods of x-ray diffraction
　　9.6 diffraction by a polyatomic crystal with a basis
　　problems
　　10 crystal structure by neutron diffraction
　　10.1 neutrons
　　10.2 elastic neutron scattering
　　10.3 powder diffraction
　　10.4 pair distribution function analysis
　　10.5 neutron and x-ray diffraction
　　10.6 rietveld profile refinement
　　problems
　　11 bonding in solids
　　11.1 ionic bonds
　　11.2 covalent bonds
　　11.3 metallic bonds
　　11.4 van der waals bonds
　　11.5 hydrogen bonds
　　11.6 classificatiofi of crystalline solids
　　problems
　　12 cohesion of solids
　　12.1 definition of energies of cohesion
　　12.2 cohesive energies of molecular crystals
　　12.3 lattice energies of ionic crystals
　　12.4 cohesive er/ergies of alkali metals
　　problems
　　13 normal modes of lattice vibrations
　　13.1 born-oppenheimer approximation
　　13.2 lattice potential energy and harmonic approximation
　　13.3 normal modes of a one-dimensional crystal
　　13.4 normal modes of a one-dimensional ionic crystal
　　13.5 normal modes of a 3d monatomic crystal
　　13.6 normal modes of a 3d crystal with a basis
　　problems
　　14 quantum theory of lattice vibrations
　　14.1 classical theory of the lattice specific heat
　　14.2 quantization of lattice vibrations
　　14.3 phonon density of states
　　14.4 lattice specific heat of solids
　　14.5 debye model
　　14.6 einstein model
　　14.7 effect of thermal expansion on phonon frequencies
　　14.8 specific heat of a metal
　　problems
　　15 inelastic neutron scattering by phonons
　　15.1 experimental techniques
　　15.2 description of neutron scattering
　　15.3 double differential cross-section
　　15.4 elastic scattering
　　15.5 inelastic scattering
　　15.6 phonon dispersion relations in tetragonal lacu204
　　problems
　　16 origin of electronic energy bands
　　16.1 blochs theorem
　　16.2 periodic 5-potentials
　　16.3 schemes for displaying electronic band structure
　　16.4 free-electron band structures
　　16.5 fermi surface
　　16.6 density of states in an energy band
　　16.7 electronic band structures of real solids
　　16.8 group velocity of an electron in an energy band
　　problems
　　17 electrons in a weak periodic potential
　　17.1 one-dimensional weak periodic potential
　　17.2 three-dimensional weak periodic potential
　　problems
　　18 methods for band structure computations
　　18.1 fundamental problem in an electronic energy band theory
　　18.2 hartree-fock method
　　18.3 plane-wave method
　　18.4 k·p method
　　18.5 augmented-plane-wave method
　　18.6 linearized-augmented-plane-wave method
　　18.7 linear-muffin-tin-orbitals method
　　18.8 kkr method
　　18.9 orthogonalized-plane-wave method
　　18.10 tight-binding method
　　problems
　　19 dynamics of bloch electrons in electric fields
　　19.1 velocity of an electron in a single-electron state
　　19.2 semiclassical equation of motion
　　19.3 current density
　　19.4 holes
　　19.5 bloch oscillations
　　19.6 wannier-bloch and wannier-stark states
　　problems
　　20 fundamentals of semiconductors
　　20.1 classification of semiconductors
　　20.2 electronic band structures of semiconductors
　　20.3 intrinsic semiconductors
　　20.4 hnpurity states
　　20.5 semiconductor statistics
　　20.6 electrical conductivity and mobility
　　20.7 excitons
　　20.8 carrier diffusion
　　problems
　　index
　　physical constants
　　mathematical constants and formulas

　　    Solid State Physics is the study of the state of solids. Its development is accompanied by the development of modern science and technology. It contains many fundamental concepts that are essential to a great number of branches of science， including those within as well as those outside physics. An exhausted list of these branches is intimidating. Here we just name a few： Condensed matter physics， material science， semiconductor physics， laser physics， spin-tronics， physical optics， electric engineering， and electronic engineering. In solids， there exist a variety of particles （including quasiparticles and elementary excitations） and interactions among them. These particles and interactions determine the potential applications of various solids. For example， the peculiar band structure of electrons in semiconductors lead to transis-tors that are the heart of everything electronic; the electron-photon interactions lead to laser diodes， photodiodes， and CCDs （coupled charge diodes）; the electron-phonon interactions lead to piezoelectric materials; the electron spin-charge interactions lead to spintronics and quantum computation; the macroscopic quantum phenomena of electrons in metallic solids lead to superconductivity， with the strong correlation of electrons leading to high temperature superconductivity. Thus， it can be said that Solid State Physics is the study of the prop-erties of various particles in solids and the interactions among these particles as well as the interactions of these particles with external fields. Electrons and nuclei （or valence electrons and ions） are the basic constituents of solids， with many other quasiparticles or elementary excitations arising due to the interactions among themselves or due to their interactions with external fields.