准晶体 [Quasicrystals] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘有延，傅秀军 著

图书标签:

• 准晶体
• 材料科学
• 固体物理
• 晶体学
• 非周期性
• 数学物理
• 相变
• 结构分析
• 金属学
• 凝聚态物理

出版社： 上海科技教育出版社

ISBN：9787542816757

版次：1

商品编码：10207902

包装：平装

丛书名： 非线性科学丛书

外文名称：Quasicrystals

开本：32开

出版时间：1999-12-01

页数：177

正文语种：中文

内容简介

　　《准晶体》介绍关于准晶体的基本理论及十多年来在低维准晶方面的主要研究成果。包括准晶体的构造方法、各类点阵模型、理论研究手段及不同类型准晶结构的各种独特的物理性质。准晶体是1984年在实验中发现的。这种新型结构的物质引起了科学工作者极大的兴趣，并得到了广泛的研究。《准晶体》作为该领域从基础到当前科学研究前沿课题的入门书，可供理工科大学教师、研究生以及相关专业的科技工作者参考。

内页插图

目录

非线性科学丛书出版说明
前言
第1章 准晶体的构造方法
§1 匹配拼砌法
§2 高维投影法
§3 广义对偶法
§3.1 基本原理
§3.2 彭罗斯局域同构类
§4 自相似变换法
§4.1 二维彭罗斯拼砌
§4.2 一维情形下的替代和迭代法

第2章 准晶的点阵模型
§5 一维准晶模型
§5.1 准周期性与自相似性
§5.2 广义菲波那契序列
§5.3 菲波那契类序列
§5.4 三元准周期模型
§5.5 图厄.莫尔斯模型
§6 彭罗斯以外的二维准晶模型

第3章 菲波那契准晶的电子性质及理论方法
§7 迁移模型和座模型
§8 KKT重整化群方法
§9 多分形分析法
§10 分解一消元法
§10.1 能谱结构
§10.2 能隙标记性质
§11 格林函数重整化群方法

第4章 菲波那契类准晶的物理性质
§12 电子能谱的自相似性
§13 能隙标记性质
§14 波函数多分形性质
§15 光透射性质

第5章 广义菲波那契模型的物理性质
§16 动力学映射、能谱和波函数
§17 孪生子模型
§17.1 无限多扩展态的存在性
§17.2 迁移率边的套层结构

第6章 三元准周期模型的物理性质
§18 多分形的能谱结构
§19 迁移矩阵的赝七循环

第7章 图厄－莫尔斯模型的电子性质
§20图厄－莫尔斯模型的电子性质

第8章 电子能谱和电子态局域性的讨论
§21 能谱的类型及电子态局域性的严格解
§22 数值计算结果的讨论
§23 准周期系统的透射态
§24 准周期结构与能谱和局域性的关系

第9章 二维彭罗斯准晶的物理性质
§25 彭罗斯晶格的电子结构
§26 电子态的局域性
§27 包含多近邻相互作用的电子性质
§28 二维准晶的晶格振动
第10章 准晶物理性质研究展望
参考文献

精彩书摘

　　第1章
　　准晶体的构造方法
　　传统的晶体学认为，自然界的固态物质不是晶体便是非晶体（或称玻璃体），二者必居其一。在非晶体中，原子（或原子团）的排列具有短程序，而无长程序。在晶体中，原子（或原子团）在三维空间按一定的几何方式作规则的周期性重复排列，即晶体具有周期的长程平移序。正是由于这种周期长程平移序的限制，晶体仅有2，3，4，6次旋转对称轴，而不具有5次或6次以上的旋转对称轴。从而导致三维晶体仅有14种布喇菲点阵，而平面晶体则仅有5种点阵类型。晶体的点对称元素包括旋转轴、镜面、对称中心以及它们的组合，这就决定了晶体仅有32种晶体学点群。而如果同时考虑微观对称元素（滑动面和螺旋面）的作用，在晶体中原子所有可能排列方式将分属230种空间群。
　　晶体的衍射给出周期排列的布喇格衍射峰，峰的分布取决于晶体的对称性，而峰的强度则与晶体的长程序有关。非晶体的衍射仅能给出一系列弥散的衍射斑。

前言/序言

图书简介：从原子尺度到宏观物理学的探索 书名： 未命名（此书不涉及“准晶体”主题） 导言 本书旨在带领读者穿越现代物理学与材料科学的前沿领域，聚焦于一系列宏大且深刻的主题，这些主题共同构建了一个理解物质世界结构与功能的新框架。我们不讨论准晶体的独特对称性或其特殊的原子排列，而是将重点放在凝聚态物理学的其他基石，例如传统的晶体结构、无序系统、拓扑现象、以及先进功能材料的制备与表征。全书结构严谨，从最基本的物理原理出发，逐步深入到复杂的实验现象和前沿理论模型。 第一部分：晶格的几何与动力学基础 本部分内容侧重于周期性系统的数学描述及其内在的物理规律。我们将从点群和空间群的定义入手，详细阐述晶体结构在三维空间中的周期性分类，及其与宏观物理性质（如弹性、光学和电学特性）之间的内在联系。 第一章：晶体学的几何基础 本章将系统梳理布拉维点阵、晶胞的概念，以及米勒指数的实际应用。我们将深入探讨倒易点阵（Reciprocal Lattice）的构建及其在描述晶体衍射现象中的核心作用。重点内容包括但不限于：费城（Bravais）的晶格分类、晶体学中的对称操作（旋转、反演、滑移和螺旋操作）的详细讨论，以及晶体结构报告标准（Structure Representation Standards）。我们将通过大量的实例，展示如何利用这些几何工具来解析已知的金属、陶瓷和分子晶体的基本结构单元。 第二章：晶格振动与声子理论 本章的核心在于理解晶格的集体激发——声子。我们将从牛顿运动方程出发，建立一维和三维周期晶格的色散关系模型，区分声学支和光学支。详细讨论布洛赫定理在晶格动力学中的应用，以及如何利用声子密度（Density of States, DOS）来计算材料的比热容。此外，本章还将探讨声子散射机制，如声子-声子散射（三声子过程）、声子-电子散射，并解释这些过程如何影响材料的热导率和电导率。特别地，我们会探讨完美晶体结构中热量输运的微观机制。 第二部分：电子结构与能带理论 电子的运动和能量分布是决定材料电、磁、光学性质的关键。本部分将全面介绍描述电子在周期势场中行为的理论框架。 第三章：周期势场中的电子运动 本章将详细推导和应用布洛赫定理（Bloch’s Theorem），解释电子波函数在周期势场中的形式。我们将利用紧束缚法（Tight-Binding Method）和几乎自由电子模型（Nearly Free Electron Model）来构建简单的能带结构图。重点讨论能带理论如何解释导体、半导体和绝缘体之间的根本区别——能带隙的形成。本章还将涉及费米面（Fermi Surface）的概念，以及其在确定材料导电性的作用。 第四章：固体的磁性与介电响应 聚焦于材料对外场（电场和磁场）的响应。在磁性方面，我们将对比顺磁性、抗磁性和铁磁性的微观起源，深入探讨海森堡模型（Heisenberg Model）和朗道理论（Landau Theory）在描述磁畴和磁化强度方面的应用。在介电响应方面，我们将讨论洛伦兹模型，区分极化率的各种贡献（电子极化、离子极化、取向极化），并探讨铁电体和抗铁电体的电畴行为及其在器件中的应用潜力。 第三部分：无序系统与非晶态物质 不同于完美的晶体，许多重要的功能材料展现出显著的无序特性。本部分将探讨无序如何重塑材料的物理性质。 第五章：无序对电子结构的影响 本章将分析点缺陷、杂质或短程有序对电子能带结构的影响。我们将讨论安德森局域化（Anderson Localization）理论，解释在强无序条件下，电子波函数如何被局域化，从而导致材料从导体转变为绝缘体。此外，本章会介绍平均场近似方法（如平均场近似和有效介质理论）在处理具有随机分布缺陷的体系中的应用。 第六章：玻璃态和非晶态材料的结构与动力学 本书将详细考察玻璃态物质（如硅酸盐玻璃、有机聚合物的冷凝态）的结构特性。我们将讨论无序结构中的短程有序和中程有序的表征技术。在动力学方面，我们将介绍“跃迁理论”（Transition State Theory）和“跳跃导电模型”（Hopping Conduction Model），解释粘滞性、松弛时间谱（Relaxation Time Spectra）以及玻璃转变温度（Glass Transition Temperature, Tg）的物理意义。重点将放在理解无序系统中动态异质性（Dynamical Heterogeneity）的现象。 第四部分：拓扑材料的兴起与应用 本部分介绍现代凝聚态物理学中最具革命性的领域之一，即拓扑学在材料性质描述中的应用。 第七章：拓扑绝缘体与拓扑半金属 本章将从拓扑不变量的概念出发，引入布洛赫波函数的陈类（Chern Class）概念，解释拓扑绝缘体（Topological Insulators, TIs）的独特边缘态。我们将详细分析二维和三维拓扑绝缘体的能带反演（Band Inversion）机制，以及表面态的狄拉克锥（Dirac Cone）特征。此外，还将介绍外尔半金属（Weyl Semimetals）和狄拉克半金属（Dirac Semimetals）的拓扑性质及其在电输运中的体现，例如手性反常（Chiral Anomaly）。 第八章：先进材料的合成与表征 理论知识必须与实际的材料制备和精确的结构分析相结合。本章将概述几种重要的材料合成技术，包括分子束外延（MBE）、化学气相沉积（CVD）以及溶胶-凝胶法，重点关注如何通过精确控制生长条件来制备具有特定晶体取向或形貌的薄膜和纳米结构。在表征方面，我们将深入探讨高分辨透射电子显微镜（HRTEM）如何用于晶格缺陷的成像，以及X射线衍射（XRD）在确定晶相和晶格常数方面的精确应用。 结论 本书的最终目标是提供一个关于物质在不同尺度和结构下如何表现出其宏观物理性质的全面视角。通过对晶体学、电子能带理论、无序系统动力学以及拓扑物理的深入探讨，读者将能够掌握理解复杂凝聚态现象所需的理论工具和实验视角。我们所关注的这些领域，正驱动着下一代电子学、能源存储和信息技术的发展。

评分☆☆☆☆☆

《准晶体》这本书不仅仅是介绍一种新奇的物质形态，它更像是一本关于科学思维方式的启蒙读物。我之前对科学的理解，往往局限于教科书里那些已经建立起来的、相对封闭的理论体系。而阅读这本书，我感受到的是一种开放、探索、甚至带点“叛逆”的精神。准晶体的出现，打破了周期性这个晶体学领域的“基本定律”，迫使科学家们重新审视和定义“晶体”的概念。这种挑战权威、突破框架的科学勇气，让我倍感振奋。书中对于数学工具在描述准晶体结构中的应用，也让我大开眼界。诸如彭罗斯镶嵌、碎形几何等概念的引入，展现了数学与物理学之间如此紧密的联系，也让我认识到，有时候，我们需要的不仅仅是物理模型，更是能够描述复杂现象的全新数学语言。我开始想象，如果将这种“非周期性的有序”概念延伸到其他领域，比如信息编码、艺术设计，甚至社会组织，又会碰撞出怎样的火花？这本书让我看到了科学发展中，那些意想不到的“跨界”和“融合”所能产生的巨大能量。

评分☆☆☆☆☆

读完《准晶体》的导论部分，我的大脑仿佛经历了一场思维的“重塑”。我一直以为，晶体就是原子排列成重复的、有规律的格点结构，这是中学化学和物理课上就建立起来的“金科玉玉”的认知。而书中赫然提出，存在一种“既不属于晶体，又不属于非晶体”的准晶体，其结构虽然高度有序，但却不存在晶体意义上的周期性平移对称性，取而代之的是高阶的旋转对称性。这个概念的提出，本身就极具颠覆性！我脑海中立刻浮现出那些完美的十二边形或者十八边形，它们可以无限地铺满一个平面，却无法通过简单的平移来重复。这种“不可重复”的完美，实在是太迷人了！书中对于准晶体发现历程的描述，尤其是丹尼舍夫斯基先生的“意外”发现，也充满了科学探索的戏剧性。那种从质疑到接受，从不可思议到豁然开朗的过程，让我深刻体会到科学的魅力在于不断挑战和突破。我开始思考，这种非周期性的有序结构，在性质上会与传统晶体产生哪些本质的区别？它是否会带来全新的物理现象，或者在某些应用领域展现出独特的优势？这本书无疑为我打开了一个全新的研究视角，让我对物质世界的构成有了更深层次的理解。

评分☆☆☆☆☆

《准晶体》这本书，在讲述其核心内容的同时，也巧妙地 woven in 了许多引人入胜的科学故事和哲学思考。我尤其喜欢书中对于准晶体发现初期科学界反应的描述。那种从最初的震惊、怀疑，到后来的争论、再到最终的接受，每一步都充满了人性化的挣扎和科学探索的曲折。这让我看到，科学的进步并非总是顺风顺水，它也伴随着怀疑、辩论，甚至不被理解的痛苦。但正是这种不懈的追寻和对真理的执着，才推动了科学向前发展。书中对于准晶体结构非凡性质的探讨，也让我产生了许多联想。例如，它在某些方面的优异性能，如硬度、耐磨性，是否能为我们开发全新的高性能材料提供灵感？它在电子和光学特性上的独特表现，又能否催生出颠覆性的技术？这本书让我感受到，科学的魅力不仅在于其理论的严谨，更在于它所蕴含的无限可能性，以及它如何不断地挑战我们的认知边界，引导我们走向更广阔的未知。

评分☆☆☆☆☆

刚翻开《准晶体》这本书，我首先就被它深邃而迷人的标题吸引住了。在我的印象中，晶体一直是那种规则、整齐、对称的代表，就像一幅幅精美的几何图案，完美地遵循着周期性。而“准晶体”这个词，则仿佛一下子打破了我固有的认知，在“晶体”的严谨框架中注入了一丝“准”的模糊与探索。这让我立刻联想到那些挑战传统、突破界限的科学发现，比如量子力学之初对经典物理的颠覆，或者是相对论对时间和空间的重新定义。这本书的封面设计也颇具巧思，那种非同寻常的几何图形，既有数学上的精确感，又带着一丝神秘的未知，让我迫不及待地想一探究竟。我很好奇，究竟是什么样的物质，能够打破我们对晶体周期性的根深蒂固的理解？它的结构究竟是怎样的奇特？又是什么样的物理规律在支配着它？更重要的是，这种“准”的特性，会对材料科学、甚至更广泛的物理学领域带来怎样的冲击和启示？我期待着，这本书能够引领我进入一个全新的、充满想象力的科学世界，让我看到科学探索的无限可能性，以及人类思维在面对未知时所展现出的非凡创造力。

评分☆☆☆☆☆

我一直以为，科学的进步就是不断地填补知识的空白，就像在已知的地图上描绘出新的疆域。然而，《准晶体》这本书则让我看到了另一种更令人兴奋的科学画卷——它不是在填补空白，而是在重绘整个地图的规则。《准晶体》的出现，并不是对现有晶体理论的补充，而是对它提出了根本性的挑战。我曾认为，物质的有序性必然伴随着周期性，这是如同“原子构成物质”一样理所当然的信念。然而，准晶体的存在，就像一个大胆的“异类”，证明了高度有序并不一定意味着周期性。这让我不禁联想到，我们人类是否也因为某些固有的认知框架，而错失了理解宇宙的某些重要维度？书中对于准晶体结构精妙而又复杂的数学描述，让我感到一种智力上的震撼。那些非整数的比例、高阶的对称性，它们共同构建了一个既有序又充满变化的奇妙世界。我开始反思，在我的学习和工作中，是否也过于依赖于“周期性”的思维模式？这本书让我意识到，真正的科学突破，往往源于对既有范式的质疑和挑战，源于敢于拥抱那些看似“不合逻辑”的现象。

评分☆☆☆☆☆

一直在京东买书，书的纸质非常好，是正版的图书。

评分☆☆☆☆☆

3适合专业人士

评分☆☆☆☆☆

写书的功底深厚，没有废话，逻辑清晰。

评分☆☆☆☆☆

值得 阅读。。。

评分☆☆☆☆☆

对于光学超晶格研究的人来说，没得讲，一定要买。

评分☆☆☆☆☆

较难，数学运算偏多，不适宜业余爱好者阅读，优点是便宜。

评分☆☆☆☆☆

经典、便宜，大师的作品

评分☆☆☆☆☆

性价比很高的一套书，市面上快看不到了

评分☆☆☆☆☆

这套书虽然有点老了（是上世纪90年代出版的），但我觉得收藏价值高。关键是它的价格便宜啊，平均每本12元，在今天去哪里找12元一本的书？