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绪论1

第1章 凝聚态材料10

1.1 晶体、非晶体、准晶体与液晶10

1.1.1 晶体状态10

1.1.2 非晶态15

1.1.3 准晶态20

1.1.4 液晶26

1.2 纳米材料32

1.2.1 纳米材料科学和超微颗粒32

1.2.2 纳米材料的结构特征34

1.2.3 纳米材料中的特殊效应39

1.2.4 纳米材料的一般性质44

1.3 超晶格材料与低维材料50

1.3.1 超晶格材料及其电子状态50

1.3.2 低维材料60

1.3.3 多孔硅62

1.3.4 纳米晶硅67

1.4 复合材料与梯度功能材料68

1.4.1 复合材料概述68

1.4.2 复合效应71

1.4.3 复合材料的结构参数73

1.4.4 复合材料的界面75

1.4.5 纳米复合材料77

1.4.6 梯度功能材料80

参考文献87

第2章 材料的表面与界面88

2.1 材料的表面88

2.1.1 表面的定义88

2.1.2 清洁表面的原子排布89

2.1.3 实际表面92

2.1.4 工业表面96

2.1.5 表面改性97

2.2.1 界面的定义和种类100

2.2.2 晶粒间界100

2.2 材料的界面100

2.2.3 相界105

2.2.4 分界面106

2.3 多晶材料中的晶界108

2.3.1 多晶材料中外来相的分布108

2.3.2 多晶材料中晶界的性质109

2.3.3 金属与合金中的晶界111

2.3.4 陶瓷的晶界112

2.4 表面界面研究方法简介114

2.4.1 研究表面原子排列和形貌的主要方法115

2.4.2 扫描探针技术118

2.4.3 研究表面成分和化合态的方法125

2.4.4 表面分析的一些实例128

参考文献132

第3章 高温超导材料的结构与性能133

3.1 引言133

3.2.1 新的高Tc材料135

3.2 高温超导材料研究现状135

3.2.2 材料应用基础研究139

3.2.3 高温超导机理140

3.3 高温超导材料的结构特征141

3.3.1 钙钛矿结构141

3.3.2 高温超导中的钙钛矿结构142

3.3.3 功能材料中的钙钛矿结构144

3.3.4 高Tc氧化物超导材料的晶体结构147

3.3.5 高温铜酸盐超导体的晶场配位150

3.3.6 高温超导材料的电子结构154

3.3.7 铜酸盐超导体中的缺陷155

3.3.8 高温超导体结构共性157

3.4 高温超导材料的基本物性与BCS理论159

3.4.1 临界温度(Tc)159

3.4.2 临界磁场(Hc)161

3.4.3 穿透深度161

3.4.4 相干长度163

3.4.5 临界电流密度(Jc)164

3.4.6 BCS理论167

3.5.1 概述170

3.5 高温超导薄膜材料及应用170

3.5.2 基片的选择与隔离层171

3.5.3 阻挡层技术174

3.5.4 高温超导薄膜制备工艺174

3.5.5 YBCO薄膜举例180

3.5.6 HTSC薄膜的微波性质184

3.5.7 HTSC薄膜微波无源器件187

参考文献189

4.1.1 有机材料的分类190

第4章 有机材料中的电子过程190

4.1 有机材料的分类和特征190

4.1.2 高分子化合物及其分类192

4.1.3 高分子的结构特征193

4.2 分子轨道理论、σ电子与π电子196

4.2.1 分子轨道理论196

4.2.2 分子轨道的分布特点和分类199

4.2.3 共轭分子中的π电子202

4.3.1 电子的自陷203

4.3 极化子203

4.3.2 极化子的类型204

4.3.3 大极化子207

4.3.4 小极化子207

4.3.5 对于极化子的讨论208

4.4 有机材料的能带与载流子输运机制209

4.4.1 有机材料的能带特点209

4.4.2 载流子的隧穿运动211

4.4.3 载流子跳跃运动212

4.5.1 离子性载流子213

4.5 有机材料中的载流子213

4.5.2 电子性载流子215

4.6 有机材料的电导219

4.6.1 电子电导与离子电导219

4.6.2 直流电导220

4.6.3 交流电导率222

4.6.4 有机导电高分子223

4.7.1 共轭高聚合物的一般性质225

4.7 共轭高聚合物与分子器件简介225

4.7.2 共轭高聚合物掺杂227

4.7.3 共轭高聚合物中的导电机理230

4.7.4 TCNQ性能简介236

4.7.5 分子电子器件简介237

参考文献241

第5章 材料中的非线性现象242

5.1 混沌与耗散结构理论简介242

5.1.1 什么是非线性科学242

5.1.2 确定性系统中的“无规”运动——混沌244

5.1.3 远离平衡态的开放系统和自组织结构248

5.1.4 耗散结构的特点253

5.1.5 耗散系统中的混沌与奇怪吸引子254

5.1.6 一些非线性现象255

5.1.7 非线性现象的普遍性257

5.2 材料中的分形257

5.2.1 维数与自相似257

5.2.2 分形的概念258

5.2.3 分形维数259

5.2.4 表面分形262

5.2.5 分形与材料性能的关系265

5.3 相变与临界现象268

5.3.1 相变与突变268

5.3.2 相变热力学268

5.3.3 结构相变272

5.3.4 朗道理论及其应用277

5.4.1 相变驱动力283

5.4 相变动力学283

5.4.2 非均匀相变动力学284

5.4.3 均匀相变动力学298

5.5 逾渗和有效媒质理论301

5.5.1 逾渗理论301

5.5.2 经典有效媒质理论308

5.5.3 广义有效媒质理论309

5.5.4 二元系复合材料电导的各种表示式311

参考文献313