SCI Библиотека

Монография известного американского физика-теоретика Дж. Бирмана посвящена применению теории пространственных групп к анализу оптических свойств кристаллической решетки. Монография содержит последовательное изложение теории пространственных групп и ее применения для исследования динамических и оптических свойств кристаллической решетки. Большое количество разобранных конкретных примеров делает книгу хорошим руководством по изучению практических приемов использования пространственной симметрии.

В русском издании книга выпущена в двух томах. Первый том содержит изложение теории пространственных групп, методов их приведения, а также вопросов динамики кристаллической решетки.

Книга представляет интерес для широкого круга научных работников, преподавателей, аспирантов и студентов старших курсов, специализирующихся в области физики твердого тела.

Проведен анализ автоматизированных компьютеризированных систем, представляемых на современном рынке высоких технологий для обучения инженерным специальностям.

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.

Рассмотрены проблемы автоматизации обмена данными между системами CAD/CAE, подготовки данных и визуализации результатов инженерного анализа электронных модулей первого уровня. Предложен усовершенствованный способ подготовки данных и интерпретации результатов инженерного анализа на базе разработанных пре- и постпроцессоров для CAE-системы Femap на основе COM-стандарта. Разработано приложение, реализующее предложенный способ.

Представлена концепция создания универсального пре- и постпроцессора для инженерного анализа моделей электронных модулей первого уровня на печатных платах. Разработка нацелена на более тесную интеграцию САПР электронных модулей и систем инженерного анализа. Выявлены значимые параметры конструкции, представлены укрупненная архитектура разрабатываемого пре- и постпроцессора, диаграмма состояний подсистемы для инженерного анализа электронных модулей первого уровня на основе COM-стандарта.

Представлены результаты структурно-функционального моделирования существующих бизнес-процессов отдела технической документации федерального государственного унитарного предприятия: “Государственный космический научно-производственный центр им. М. В. Хруничева”, выполненного с применением лицензионной системы AllFusion Process Modeler в соответствии с требованиями международных стандартов IDEF0.

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.