凝聚态物理学丛书·典藏版：晶体位错理论基础（第1卷） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨顺华 著

图书标签:

• 凝聚态物理
• 晶体学
• 位错理论
• 材料科学
• 固体物理
• 物理学
• 典藏版
• 丛书
• 基础理论
• 学术著作

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030005472

版次：1

商品编码：12095591

包装：平装

丛书名： 凝聚态物理学丛书

开本：32开

出版时间：1998-12-01

用纸：胶版纸

页数：607

字数：511000

正文语种：中文

内容简介

　　位错理论起源于用弹性体中位错的行为来解释晶体的范性性质，尔后发展成为晶体缺陷理论的一个重要独立部分。现代位错理论已是金属力学性质微观理论的基础，位错与固体各种结构敏感的物理性质都有相当的联系，在理论上也取得了若干新进展，《凝聚态物理学丛书·典藏版：晶体位错理论基础（第1卷）》内容是位错理论的基础，分为两卷出版，第1卷主要论述位错的经典弹性理论、点阵理论以及特定具体点阵中位错的精细结构；第2卷介绍位错与点缺陷的相互作用，位错攀移理论，位错集合与位错间界，位错在固体物理性质中的作用，大形变问题及一些新进展。
　　《凝聚态物理学丛书·典藏版：晶体位错理论基础（第1卷）》可作为大专院校金属物理、固体及固体理论方面的高年级学生和研究生的教学用书或参考书；也可供有关方面的教师和研究人员参考，从事金属及其他材料研究和开发的科技人员阅读《凝聚态物理学丛书·典藏版：晶体位错理论基础（第1卷）》也是十分有用的。

内页插图

目录

引论

第一章 位错的基本性质
§1．1 刃型位错和螺型位错
§1．2 位错的普遍定义
§1．3 晶体缺陷和Burgers矢量
§1．4 广义的位错
§1．5 位错的运动
§1．6 位错线上的割阶和扭折
§1．7 位错源：位错的增殖
§1．8 位错间界和位错群
一般性参考文献

第二章 各向同性介质中的直线位错
§2．1 螺型位错
§2．2 刃型位错
§2．3 作用在位错上的力
§2．4 自由表面：镜像力问题
§2．5 平行直线位错间的相互作用能
一般性参考文献

第三章 备向同性介质中的位错环
§3．1 位错位移场的Burgers公式
§3．2 位错应力场的Peach-Koehler公式
§3．3 弹性能量；Blin公式
§3．4 作用在位错线元上的力
一般性参考文献

第四章 若干具体结果
§4．1 无限小位错环
§4，2有限位错圆环
§4．3 折线位错的弹性场
§4．4 位错的生成元
§4．5 直位错线段的应力场
§4．6 两个直线位错之间的相互作用
§4．7 共轴位错圆环间的相互作用
§4．8 非平行直位错线段的相互作用
§4．9 分段直线位错组态的能量
§4．10 位错的自力与线张力
§4．11 再论表面问题
一般性参考文献

第五章 备向异性介质中的位错
§5．1 Eshelby的方法
§5．2 对称性和解的简化
§5．3 应用于六角晶系和立方晶系
§5．4 Willis的方法
§5．5 有限直位错线段的弹性场
§5．6 Brown公式
§5．7 Stroh表述法和有关的关系
§5．8 积分表示
§5．9 直线位错及有关公式
§5．10 Gavazza关于位错自力的计算
一般性参考文献

第六章 运动位错的性质
§6．1 匀速运动的螺型位错
§6．2 匀速运动的刃型位错
§6．3 自能和有效质量
§6．4 匀速运动的散布位错
§6．5 非匀速运动离散直线位错
……

第七章 位错的连续分布理论
第八章 晶体点阵中的位错
第九章 密积结构：面心立方
第十章 六角密积、体心立方和共价结构
第十一章 其它结构中的位错

附录A 弹性力学的几个问题

前言/序言

　　本书谨献给金属物理方面的读者，也献给固体物理方面的读者，
　　位错理论的发展与晶体力学性质的微观理论有着极密切的联系，但它们是两个不同的课题，本书主要在于阐述位错理论的基础，至于若干有关晶体力学性质的问题是作为问题的提出及理论的应用去处理，随着力学性质的实验和理论的发展，肯定还会要以位错及其它晶体缺陷的基本理论为依据，提出更多精细具体的微观模型和机制，应用于说明或预测晶体力学性质的各种现象，这显然是一个广大的研究领域，但本书只是表述位错理论基础，而无意深入涉及后面这个重要的、广泛的、实际的工作领域，这应是另一部专著的主题。
　　另一方面，位错作为一种实际存在于晶体之中的结构缺陷，也有人把它看作是晶体中的一种拓扑性元激发，它与固体中其它类型的元激发，例如电子和声子，必定发生不容忽视的相互作用；从而对于，例如，固体的电学性质、磁学性质、超导电性质，以及光学性质等产生一定程度的影响。过去固体物理学家对位错不甚重视，或者说位错理论未引起多数固体物理学家的理解和重视。但随着学科的发展，这种情况正在发生改变，阐明位错对于各种固体物理性质的影响的工作日益积累增多，本书笔者希望在这个方向上，即在引起国内的固体物理学家们对位错及其他晶体缺陷的注意和兴趣的方向上做一点初步的工作，并给他们提供有关位错的必要的基础知识。
　　笔者于二十余年前曾和钱临照教授编写过一篇题为《晶体中位错理论的基础》的长篇总结论文。内容比较偏重于基本概念和几何结构方面，尔后，即有编写一本较全面的位错理论专书的想法。奈以人事变迁，岁月蹉跎，至今方能着笔。
　　本书计划分为第一、二卷两卷，第一卷处理位错理论最基本的内容，即弹性理论和几何理论。第二卷包含更广泛深入的若干课题，即点缺陷与位错的相互作用和位错动力学，各种位错集合组态，点阵转变，位错与固体的物理性质，向错，大形变问题，以及一些新的发展。
　　本书力求成为在读者的研究工作中是有用的，或者说，希望当读者在自己的研究课题中需要作有关定量计算或分析时能够实际应用本书所论述的方法和导出的公式，希望能缩短读者检索研读原始文献与进入自己课题之间的距离。笔者无意在科技出版物目录中增加一本普及位错学说的教材，
　　本书是在钱临照教授和冯端教授指导、关怀与鼓励之下编写的，并承冯端教授全文审阅，提出极其宝贵的意见，笔者在此表示深切感谢。
　　柯俊教授、郭可信教授、马如璋教授、肖纪美教授、肖治纲同志、田中卓同志等对本书提出了重要意见，给予了热情支持，没有他们的支持，本书是不可能完成的，笔者表示衷心感谢。

凝聚态物理学丛书·典藏版：理论与应用前沿探索（第N卷） ——聚焦新材料、量子现象与前沿模拟技术 本书简介 本卷丛书（第N卷）聚焦于当前凝聚态物理学领域最具活力和颠覆性的研究方向，旨在系统梳理并深入剖析近年来在拓扑物态、强关联电子系统、新型低维材料的量子输运以及先进计算方法在材料设计中的应用等方面取得的重大突破。它并非对某一特定子学科的详尽专著，而是一部面向研究人员、高年级研究生和跨学科科学家的综合性前沿报告与理论指南。 第一部分：拓扑与非传统序的量子几何 本部分深入探讨了超越传统能带理论描述的拓扑量子物质。我们避开了晶体结构缺陷的经典讨论，转而聚焦于拓扑不变量如何定义和区分不同的量子物态。 1. 拓扑绝缘体与半金属的能带拓扑 重点阐述了Chern数、Z2不变量等拓扑指标的物理内涵及其在描述拓扑相变中的核心作用。详细分析了如何通过角动量守恒、反演对称性保护下的边界态（如狄拉克锥、外尔点）的理论构建。内容覆盖了磁性拓扑绝缘体中手性边缘态的产生机制，以及拓扑半金属（如狄拉克和外尔半金属）中独特的费米弧和表面态的实验观测与理论解释。强调了拓扑保护的鲁棒性如何使其在信息传输和器件应用中展现出巨大潜力。 2. 拓扑超导与马约拉纳费米子 本章深入探讨了拓扑超导体的构建及其核心特征——无能隙的马约拉纳零能模（MZMs）。讨论了实现拓扑超导的几种主要途径，包括半导体-超导体异质结的构建、铁基超导体中的配对机制，以及二维材料界面处的耦合效应。重点分析了如何利用扫描隧道显微镜（STM）或输运测量在涡旋中心或纳米线末端辨识和确认这些非阿贝尔任意子的存在，并展望了它们在容错量子计算中的应用前景。 第二部分：强关联电子系统的非传统激发态 本部分聚焦于电子之间的相互作用（关联效应）成为主导物理行为的系统，这些系统往往展现出超越单粒子理论的复杂有序态和新奇动力学行为。 1. 莫特绝缘体与电荷/轨道序 详细分析了Hubbard模型及其衍生模型（如$t-J$模型）在描述强关联系统中的重要性。探讨了在不同填充因子和相对强度下，系统如何从金属态转变为莫特绝缘体。重点阐述了电荷密度波（CDW）和轨道有序的竞争与共存现象，以及这些有序态如何影响材料的电学、磁学和超导性质。 2. 高温超导的非传统机制探索 在传统BCS理论失效的背景下，本章集中讨论了d波、p波配对等非常规超导的理论模型。着重分析了铁基超导体中的多带效应和铜氧化物超导体中“娘娘腔”（strange metal）区域的输运特性。探讨了电子-电子散射、自旋涨落以及声子辅助机制在非常规配对中的相对贡献，试图揭示高温超导的普适性物理图像。 第三部分：低维与界面物理的量子输运 随着维度降低和界面工程的深入，材料展现出独特的量子尺寸效应和界面耦合现象。本部分关注二维材料及其异质结中的电子行为。 1. 二维材料的电子结构调控 详细考察了石墨烯、过渡金属硫化物（TMDs）等二维材料的独特电子结构。讨论了范德华异质结（Van der Waals Heterostructures）的构建原理，如何通过层间堆叠角度（如魔角石墨烯中的“魔角”）实现能带结构的剧烈重构，从而诱导出平带（Flat Bands）和关联态。 2. 量子霍尔效应与分数霍尔效应的界面表现 本章探讨了在强磁场下二维电子气中的朗道能级理论及其在高曲率、低维度系统中的修正。重点分析了分数量子霍尔效应中多体激发态的激发谱和复合费米子理论的适用性。同时，讨论了在非磁性系统中如何利用电场调控或界面几何约束来模拟或实现具有特定拓扑特征的霍尔态。 第四部分：计算凝聚态物理的前沿方法 本部分不再关注实验观测或解析模型，而是探讨支撑现代研究的计算工具与模拟范式的最新进展。 1. 基于机器学习的材料特性预测 详细介绍了密度泛函理论（DFT）计算的局限性及其在处理强关联体系时的瓶颈。重点阐述了如何利用图神经网络（GNN）和深度学习模型，从材料的化学成分或晶体结构中直接学习并预测其电子能带结构、相变温度和催化活性，极大地加速了新型功能材料的筛选过程。 2. 动力学模拟与非平衡态研究 讨论了从第一性原理出发的分子动力学（AIMD）在研究材料在极端条件（高温、高压）下的结构弛豫和动力学过程中的应用。重点介绍了非平衡态格林函数（NEGF）方法在精确模拟纳米器件中电子注入、散射和隧穿过程中的优势，尤其是在分析量子点、分子电子学器件的瞬态响应方面。 --- 本书特色 本卷丛书继承了“凝聚态物理学丛书·典藏版”一贯的严谨性与前瞻性。它力求在理论深度和广度上达到平衡，全面覆盖了当前凝聚态物理研究中脱离传统晶格动力学与基本晶体缺陷理论范畴的核心热点。每一章节均由该领域的资深专家撰写，确保了内容的权威性和最新性，是理解21世纪凝聚态物理发展脉络不可或缺的参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本《晶体位错理论基础（第1卷）》给我带来的，是一种沉浸式的学习体验。与其说我在阅读一本书，不如说我是在与一位经验丰富的导师进行对话。作者的叙述方式非常独特，他并没有直接抛出大量的概念，而是通过一系列精心设计的问题，引导读者去思考，去探究。当我读到关于位错线的几何描述时，我发现自己不再是被动地接受信息，而是主动地去构建位错的“形状”和“走向”。书中对不同类型位错（如刃位错和螺位错）的详细剖析，以及它们在晶体结构中的具体表现，让我对这些抽象概念有了更直观的认识。我尤其欣赏书中关于位错能的计算方法，这部分内容涉及到张量分析和积分运算，对于我来说是一大挑战，但当我一步步推导出来，看到一个数值化的能量值对应着一个微观的缺陷，这种成就感是无与伦比的。书中的例子也十分贴切，将理论知识与实际应用相结合，让我看到了位错理论在理解金属加工、晶体生长等领域的重要性。我感觉自己不仅仅是在学习物理学，更是在学习一种解决问题的思维方式，一种从微观到宏观的观察视角。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，翻阅这本《晶体位错理论基础（第1卷）》的过程，简直就像是在攀登一座知识的高峰。刚开始的时候，那些关于晶格畸变和能量的描述，让我觉得有些吃力，尤其是一些高阶的数学推导，需要我反复琢磨，才能勉强跟上作者的思路。但是，当我坚持下去，那些看似枯燥的公式和理论，逐渐在我脑海中勾勒出一幅清晰的图景。我开始理解，为什么微小的晶体缺陷，能够对宏观材料的强度、韧性等关键性能产生如此巨大的影响。书中对弹性理论的引入，以及如何将其应用于位错应力场的分析，让我眼前一亮。我一直对材料的塑性变形感到好奇，而位错，无疑是这场“变形记”的主角。作者通过详实的数学模型，揭示了位错运动的内在机制，以及外部应力如何驱动这些“小小的扰动”在晶体中穿行。特别是关于位错环的形成和演化，以及它们之间的相互作用，这些内容为我理解材料的强化机制提供了理论基础。我甚至可以想象，在材料受力时，无数的位错在晶格中悄无声息地移动、湮灭、缠结，最终决定了材料是屈服还是断裂。这本书的深度和广度，远超出了我之前的预期，它不仅仅是教科书，更像是一本为我打开新世界大门的钥匙，让我对材料科学有了更深刻、更本质的认识。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，一开始我被这本书的篇幅吓到了，厚厚的《晶体位错理论基础（第1卷）》，让我觉得要啃下来非得耗费大量时间和精力。但当我真正开始阅读，我发现自己的担忧是多余的。书中将位错理论的各个方面，进行了非常清晰的梳理和划分。从最基础的晶体学概念，到复杂的位错动力学方程，作者都给出了详尽的解释。我之前对位错的理解，停留在“材料里有裂缝”这种非常模糊的概念上，而这本书则完全颠覆了我的认知。我开始了解到，位错并非简单的“裂缝”，而是一种具有特定几何形状和能量的晶体缺陷。书中对位错的分类，特别是区分了刃位错和螺位错，以及它们各自的滑移方向和滑移面，让我对晶体塑性变形有了更深入的理解。我还在书中看到了关于位错密度和位错分布的讨论，这些内容对于理解材料的力学性能至关重要。我感觉自己仿佛拥有了一双“显微镜”，能够穿透材料的表面，观察到内部那错综复杂的位错网络，并理解它们是如何相互作用，共同影响着材料的命运。这本书的价值，在于它构建了一个完整而严谨的理论体系，让我能够系统地学习和掌握晶体位错的知识。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本《晶体位错理论基础（第1卷）》是一部硬核的学术著作，它的内容相当扎实，充满了严谨的数学推导和深刻的物理洞见。我之前对材料科学的认知，更多的是停留在宏观层面的经验总结，而这本书则将我带入了一个全新的微观世界。书中对位错作为晶体缺陷的引入，以及其对材料力学性能的决定性作用，让我为之折服。我尤其喜欢书中关于位错运动阻力（Peierls-Nabarro应力）的理论分析，这部分内容深入探讨了位错在晶格中移动的能量势垒，以及各种因素如何影响这一过程。这对于我理解材料的屈服强度和加工硬化等现象，提供了非常有价值的理论支持。书中的内容并非易于理解，需要读者具备一定的数学和物理基础，但我相信，任何愿意投入时间和精力去钻研的读者，都将从中获益匪浅。我感觉到，每一次阅读，都能挖掘出新的知识点，都能对晶体位错有一个更深入的理解。这本书就像是一本宝藏，等待着有心人去发掘其中的奥秘，它不仅仅是一本关于晶体位错的书，更是一本关于如何理解材料本质的书。

评分☆☆☆☆☆

这本《晶体位错理论基础（第1卷）》在我手中，沉甸甸的，封面上的“典藏版”三个字，就透着一股子厚重感，仿佛预示着其中蕴含的知识分量。我翻开扉页，精美的排版和考究的纸张质量，瞬间就拉满了我的期待值。作为一名初涉凝聚态物理领域的学习者，我之前接触到的关于晶体结构和缺陷的内容，总是零散而跳跃，很多概念就像是雾里看花，始终抓不住核心。而这本书，从我粗略的浏览来看，似乎能够提供一个系统性的框架。那些抽象的数学模型和复杂的物理图像，被作者以一种循序渐进的方式呈现出来，我能感受到其中严谨的逻辑链条，从最基础的定义出发，逐步深入到位错的形成机理、分类及其对晶体宏观性质的影响。我尤其好奇书中关于位错动力学和应力场的部分，这部分内容往往是理解材料塑性变形的关键，而我之前的学习往往止步于此，希望这本书能够彻底点亮我心中的迷雾。书中的插图和图示也十分精炼，不是那种花里胡哨的装饰，而是恰到好处地帮助我理解那些晦涩的概念，比如位错的滑移和攀移，在图示的引导下，我似乎能看到原子排列的微小变化，感受到那股看不见的“力量”在材料内部的涌动。总而言之，这本“典藏版”给我留下了深刻的第一印象，它的专业性和系统性，让我对接下来的深入阅读充满了信心。