固体物性の基礎

本書ではまず，固体物理学を学ぶために必要な，数学，電磁気学，統計物理学，量子力学について説明する。これらの内容は，工学系の大学院であれば，受験準備の一助にもなると思われる。特に数学については，現在の大学生に合わせて，関数，微分，テイラー展開，積分，座標系，ベクトル解析，線形代数，複素関数の基礎をまとめた。固体物理の内容を学ぶための基礎に紙面を割き，固体物性に関するテーマを絞って，結晶の構造，結晶結合，固体の比熱，エネルギーバンドについて説明した。誘電体，磁性体・超伝導体，金属・合金，半導体，表面と界面，格子欠陥などの材料については，同時刊行の『材料物性の基礎』（共立出版, 2019）にまとめた。 第1章　固体物性を学ぶための数学 1.1　関数 1.2　微分 1.3　テイラー展開 1.4　積分 1.5　座標系 1.6　ベクトル解析 1.7　線形代数 1.8　複素関数 第2章　固体物性を学ぶための電磁気学 2.1　電磁気学の基本方程式 2.2　静電界と電位 2.3　電気双極子モーメントと分極 2.4　静電界と電束密度の境界条件 2.5　磁気双極子モーメントと磁化 2.6　静磁界と磁束密度の境界条件 2.7　ビオーサヴァールの法則 2.8　アンペールの法則 第3章　固体物性を学ぶための統計物理学 3.1　エントロピー 3.2　熱平衡と温度 3.3　ボルツマン因子 3.4　分配関数 3.5　プランクの放射法則 3.6　拡散平衡と化学ポテンシャル 3.7　ギブス因子 3.8　ギブス和 3.9　フェルミディラック分布関数 3.10　ボーズアインシュタイン分布関数 第4章　固体物性を学ぶための量子力学 4.1　ハミルトニアン 4.2　シュレーディンガー方程式 4.3　自由粒子 4.4　箱型ポテンシャル 4.5　1次元調和振動子 4.6　球対称ポテンシャル 4.7　定常状態における摂動論 第5章　結晶の構造 5.1　格子と単位構造 5.2　結晶面の指数 5.3　結晶構造 5.4　結晶によるX線の回折 5.5　逆格子 5.6　散乱振幅 第6章　結晶結合 6.1　結晶の結合力 6.2　弾性 第7章　固体の比熱 7.1　フォノンによる比熱 7.2　自由電子気体による比熱 第8章　エネルギーバンド 8.1　エネルギーバンドと禁制帯 8.2　ほとんど自由な電子モデル 8.3　周期的ポテンシャル中の電子 8.4　有効質量 参考文献 索引