В книге подробно изложены разделы теории групп, которые находят применение в физике твердого тела, и методы расчета спектров электронов и фононов вблизи особых точек, основанные на использовании теории групп, а также рассмотрены деформационные эффекты в полупроводниках, т. е. эффекты, возникающие при деформациях, нарушающих симметрию кристалла.
Подробно изложены ряд новых вопросов, касающихся применения теории групп в физике твердого тела, а также ряд разделов теории групп, детально не рассмотренных ни в одной из аналогичных монографий, изданных в СССР или за рубежом. Сюда относятся, например, теория проективных представлений и использование проективных представлений для построения представлений пространственных групп, правила отбора для пространственных групп с учетом инвариантности к инверсии времени, использование метода инвариантов для построения спектров электронов, в том числе в деформированных кристаллах.
Из широкого круга физических задач наиболее подробно изложены резонансные и антирезонансные особенности электронного связывания со структурой спектра плотности состояний, возможности связи структуры и резонансов при деформации полупроводников типа алмаза, нитридов бора, кремния и иттрия, в которых кристаллизуются наиболее употребительные полупроводники Ge, Si, соединения А₃В₅ и А₂В₆.
Книга предназначена для физиков — экспериментаторов и теоретиков, специализирующихся в области физики твердого тела и физики полупроводников.
В книге излагаются методы решения задач дифракции электромагнитных и звуковых волн на статистически неровной или неоднородной поверхности. Формулируются основные уравнения, описывающие волновые поля, и граничные условия к ним, а также статистическая постановка задачи. Исследуется рассеяние волн на малых пологих неровностях в приближении модифицированной теории возмущений, и на крупных неровностях — в приближении физической оптики с учетом затенений.
Приведены расчёты средних и флуктуационных характеристик рассеянного поля: коэффициенты отражения, индикатрисы рассеяния, флуктуации амплитуды и фаз, корреляционная функция поля и т. д. Анализируются частотные спектры электромагнитных и звуковых волн, дифрагированных на случайно движущихся поверхностях. Определяются эффективные сечения и флуктуационные характеристики поля, отражённого от случайных шероховатых тел.
С помощью комбинации методов возмущений и физической оптики исследуется рассеяние волн на многомасштабных статистически случайных неровностях. Эта модель наиболее близка к поверхностям, встречающимся в природе и технике (морская поверхность, шероховатости дороги и т. д.). В заключительной части описан метод фейнмановских диаграмм, позволяющий рассматривать взаимодействие волн с неровностями. Выводятся уравнения движения для поля типа уравнений Дайсона и вариации интенсивности волн. В качестве иллюстрации рассчитаны статистические характеристики поля в волноводе с границами случайной формы.
Обобщены и систематизированы сведения об алмазоподобных наноформах углерода (т. н. даймондоиды, алмазоподобные нановолокна, нанокристаллиты, нанотрубки, гипералмазы, многочисленные гибридные и углерод-углеродных композитных наноструктур, содержащих атомы sp³-углерода в тетраэдрической координации), полученные с использованием современных методов вычислительной квантовой теории и молекулярной динамики.
Обсуждены особенности атомной структуры, электронного строения, химической связи, факторов устойчивости, физико-химических свойств алмазоподобных наноаллотропов углерода, а также их материаловедческие перспективы.
Для специалистов в области физико-химии углеродных наноматериалов, химии твердого тела, квантовой химии и компьютерного материаловедения, аспирантов, магистрантов и студентов старших курсов университетов.
Явление сверхпроводимости было открыто 50 лет назад (в 1911 г.), но его изучение по ряду причин происходило сравнительно медленно. Достаточно сказать, что лишь через 22 года было установлено такое фундаментальное свойство сверхпроводников, как их «идеальный диамагнетизм» (эффект Мейсснера). Другой важнейший факт — изотопический эффект в сверхпроводниках — был обнаружен только в 1950 г.
Между тем именно существование сильного изотопического эффекта указывает на то, что сверхпроводимость обусловлена взаимодействием электронов с колебаниями решетки. В этой связи представляется довольно естественным, что до последней лет более или менее успешно была развита лишь макроскопическая теория сверхпроводимости.
Что же касается микроскопической теории, то в сколько-нибудь завершенном виде она замкнута огромным исследовательским пилотом до 1957 г., хотя в этой области и были ранее высказаны некоторые важные идеи и предложения.
В гл. 7 мы обсуждали схему классификации твердых тел, в основу которой положены свойства симметрии их кристаллической структуры. Подобное разбивание на классы очень важно, но в нем находит свое отражение лишь одна характеристика твердых тел — их геометрическая симметрия.
Такая схема классификации не в состоянии учесть важные структурные особенности твердого тела, которые сказываются на его физических свойствах, даже если они не влияют на его чисто геометрические свойства. Именно поэтому в каждой из семи кристаллических систем можно обнаружить кристаллы с самыми разными электрическими, механическими и оптическими свойствами.
В настоящей главе мы описываем иную, менее строгую классификационную схему, базирующуюся не на симметрии твердых тел, а на их физических свойствах. В основе классификации лежит пространственное распределение валентных электронов.
Мы начали работать над книгой в 1968 г., стремясь восполнить пробел, который мы оба остро чувствовали после нескольких лет преподавания вводных курсов физики твердого тела для изучающих физику, химию, инженерные науки и технологию материалов в Корнеллском университете.
Давая студентам младших и старших курсов рекомендации по самостоятельному чтению, нам приходилось отсылать их к пестрой мешанине, составленной примерно из полдюжины учебников и монографий. Лишь отчасти это связано с многоплановостью предмета, основная же проблема заключается в его двойной природе.
С одной стороны, во введении в физику твердого тела необходимо достаточно подробно рассказать о мирохимическом равновесии твердых тел, уделяя особое внимание типичным экспериментальным данным и иллюстративным примерам. С другой стороны, сегодня существует хорошо обоснованная общая теория твердого тела, с которой должен ознакомиться любой серьезно интересующийся студент.
Настоящая книга предназначается в первую очередь для лиц, занятых экспериментальными исследованиями в области физики полупроводников. Она, вероятно, окажется полезной и для студентов физических специальностей.
Основное внимание в книге уделено вопросам колебаний кристаллической решетки, законам движения электрона в идеальном и возмущенном периодических полях, кинетическому уравнению и явлениям переноса (прохождению тока).
Для чтения книги требуется знакомство с математикой, квантовой механикой и статистической физикой в объеме программ физического факультета университета или физико-математического факультета политехнического института. При этом не обязательно детальное знакомство с этими курсами, но предполагается, что читатель способен разобраться в соответствующих параграфах учебников, на них делается ссылка.
Особенностью книги является то, что на основе этих простейших сведений все формулы выводятся так, как я надеюсь, достаточно подробно для того, чтобы сделать ее доступной указанному выше кругу лиц.
Настоящая монография является первой в мировой литературе книгой, посвященной последовательному изложению основных результатов теоретических исследований переноса энергии электронного возбуждения в конденсированных средах. Особенности переноса энергии в аморфных и кристаллических средах рассматриваются в тесной связи с их оптическими свойствами и, в частности, в связи с влиянием переноса энергии на характеристики люминесценции.
Обсуждаются различные механизмы переноса энергии (резонансная передача возбуждений, экситоны, прыжковый перенос), а также особенности переноса при высоких уровнях возбуждений. Широко известна та важная роль, которую играет перенос энергии электронного возбуждения при анализе многочисленных оптических, фотоэлектрических, радиационных и других свойств кристаллов, растворов, биологических объектов и полимеров.
Книга рассчитана на научных работников (физиков, химиков, биологов), сталкивающихся в своих исследованиях с проблемами переноса энергии электронного возбуждения, а также аспирантов и студентов старших курсов этих же специальностей.
Первое издание книги появилось в 1937 году. Она давно стала библиографической редкостью.
Монография представляет собой оригинальную работу, в которой рассматриваются основные теоретические и технические вопросы космонавтики. Второе издание автор снабдил комментариями и примечаниями.
Издание рассчитано на специалистов в области ракетно-космической техники, а также на историков космонавтики.
В книге описаны в доступной форме разнообразные свойства переменных звезд, в том числе открытых в последние годы уникальных объектов. Этому посвящены первые пять глав книги. Шестая глава содержит подробное описание визуальных и фотографических способов наблюдений и методов их обработки.
Приведены также необходимые вспомогательные сведения: списки ярких переменных звезд и звезд сравнения, карты окрёстностей переменных звезд и таблицы, необходимые для обработки наблюдений.
Книга предназначена для любителей астрономии, учителей, студентов астрономических специальностей университетов и педагогических институтов. Может служить пособием для практических работ и для занятий астрономических кружков.
