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第一章非晶态固体的结构8

1-1 非晶态固体的结构特点8

1-1-1 晶格、有序和无序9

1-1-2 长程序和短程序10

1-2 非晶态结构的描述方法14

1-2-1 径向分布函数RDF14

1-2-2 短程序参数16

1-2-3 中程序参数17

1-3 大角散射法测定径向分布函数17

1-3-1 基本原理18

1-3-2 多元无序体系，干涉函数和偏分布函数22

1-3-3 径向分布函数的测定方法26

1-3-4 偏分布函数的测定28

1-4 扩展X射线吸收精细结构谱（EXAFS）测定短程序结构参数31

1-4-1 基本原理31

1-4-2 实验方法和数据处理37

1-4-3 由EXAFS求短程结构参数39

1-5 结构模型45

1-5-1 建造结构模型的原则和方法45

1-5-2 非晶态半导体46

1-5-3 非晶态金属和合金56

参考文献69

第二章非晶态半导体的电子理论74

2-1 非晶态半导体的能带模型74

2-1-1 单电子近似方法74

2-1-2 非晶态半导体能带模型的要点76

2-2 共价键与能带之间的联系80

2-2-1 共价结合与短程有序80

2-2-2 紧束缚近似——原子轨道线性组合（LCAO）法87

2-3 Anderson定域化91

2-3-1 Anderson模型93

2-3-2 Mott的假定95

2-3-3 渗透理论模型96

2-4 迁移率边99

2-4-1 Kubo-Greenwood公式100

2-4-2 最小金属化电导率104

参考文献109

第三章非晶态半导体中的缺陷111

3-1 非晶态半导体中的缺陷态111

3-1-1 非晶态半导体材料中缺陷态的一般特点111

3-1-2 非晶态硅和锗的缺陷态114

3-1-3 非晶态硫系半导体中的缺陷态118

3-2-1 电子自旋共振（ESR）125

3-2 隙态密度的实验测定125

3-2-2 场效应（FE）130

3-2-3 深能级瞬态谱（DLTS）136

3-2-4 空间电荷限制电流（SCLC）147

3-3 掺杂效应155

3-3-1 非晶态半导体掺杂中的基本问题155

3-3-2 a—Si:H材料的掺杂157

3-3-3 掺杂方法159

参考文献163

4-1 直流电导169

第四章非晶态半导体的电学性质和光学性质169

4-1-1 扩展态电导170

4-1-2 尾部定域态跳跃电导173

4-1-3 费米能级附近的跳跃电导176

4-1-4 费米能级附近的变程跳跃电导176

4-1-5 直流电导对温度的依赖关系178

4-2 漂移迁移率179

4-3 温差电动势率184

4-4 光电导190

4-4-1 基本概念190

4-4-2 室温下的光电导192

4-4-3 光电导对温度的依赖关系194

4-4-4 掺杂对光电导的影响196

4-4-5 量子效率及原生对复合198

4-5 光吸收201

4-5-1 基本吸收带202

4-5-2 吸收边205

4-6 振动模的光吸收和喇曼散射217

4-6-1 非晶态半导体原子振动模的一般概念218

4-6-2 理想化非晶态半导体的原子振动模式密度219

4-6-3 非晶态半导体的局域振动模222

参考文献226

第五章非晶态半导体的制备方法及器件物理232

5-1 非晶态半导体材料的制备233

5-1-1 液相冷凝法233

5-1-2 真空蒸发法234

5-1-3 溅射法236

5-1-4 化学汽相沉积（CVD）法237

5-1-5 辉光放电（GD）法240

5-2 非晶态硅太阳能电池246

5-2-1 太阳能电池的基本原理246

5-2-2 非晶态硅太阳能电池的特点251

5-2-3 非晶态硅p+—i—n+结中的内建电场254

5-2-4 几个物理参量的讨论257

5-2-5 研究趋向与前景260

5-3 光导型成像器件263

5-3-1 非晶态半导体薄膜材料的电荷保持性及光放电264

5-3-2 静电成象器件266

5-4 非晶态半导体的其他应用267

5-4-1 a—Si:H薄膜集成电路267

5-4-2 大面积平面显示269

5-4-3 信息存储器件271

5-4-4 光学信息存储器件272

参考文献274

第六章非晶态金属电阻输运特性280

6-1 引言280

6-2 非晶态金属的电阻率及其温度关系282

6-3 非晶态结构无序对电阻输运特性的影响291

6-3-1 结构无序导致的非晶态金属电子能带结构的特点291

6-3-2 结构无序导致的非晶态金属声子的特点292

6-3-3 结构无序使Kondo效应与强磁场共存292

6-3-4 结构无序与非晶态电子结构性散射293

6-4-1 非晶态和液态金属电阻率特性的相似性295

6-4 推广的Ziman理论295

6-4-2 液态金属Ziman理论及其推广298

6-4-3 非晶态结构因子的温度依赖性的影响303

6-4-4 电子准动量不守恒的影响307

6-4-5 电子－声子动力学模型308

6-5 Kondo（近藤）效应309

6-5-1 Kondo现象309

6-5-2 Kondo理论311

6-5-3 非晶态金属的Kondo效应318

6-6 类Kondo效应319

6-6-1 非晶态金属的类Kondo现象319

6-6-2 非晶态金属微观磁性的涨落321

6-6-3 强磁性非晶态金属的低温电阻325

6-7 相干交换散射模型326

参考文献333

第七章非晶态金属的自发磁化339

7-1 非晶态金属的自发磁化与温度的关系341

7-2 非晶态金属的自发磁化理论345

7-2-1 Heisenberg交换作用模型和分子场理论346

7-2-2 Handrich平均场理论347

7-2-3 类金属元素的影响353

7-2-4 居里温度附近的磁性357

7-3 低温磁性359

7-3-1 BlochT3/2定律360

7-3-2 自旋波色散关系361

7-3-3 非晶态金属的低温磁性361

7-4 非晶态金属磁性的其他理论367

7-4-1 RKKY型交换作用368

7-4-2 双能级模型对Handrich理论的改进370

参考文献373

第八章非晶态金属的磁矩375

8-1 非晶态T-M合金的磁矩376

8-2 用能带模型对非晶态磁性的讨论380

8-2-1 硬带模型和电荷转移理论381

8-2-2 电荷转移理论的质疑383

8-3 分子轨道理论和非晶态金属磁矩385

8-3-1 分子轨道理论计算磁矩的结果386

8-3-2 B、P原子与Fe、Ni原子的成键倾向389

8-3-3 分子轨道理论与TM合金磁矩391

参考文献396

第九章局域晶场效应与非晶态金属磁性398

9-1 非晶态稀土合金的磁结构399

9-1-1 共线磁结构399

9-1-2 非共线磁结构401

9-1-3 局域晶场效应与非晶态磁性403

9-1-4 非晶态R-T合金的居里点406

9-2 非晶态稀土合金磁性407

9-2-1 Y-T晶态合金磁性407

9-2-2 R-N非晶态合金磁性410

9-2-3 非晶态重稀土合金磁性410

9-2-4 非晶态轻稀土合金磁性413

9-3 磁化强度与温度关系的讨论420

参考文献425

10-1 引言427

第十章非晶态金属的微结构和磁畴427

10-2 几何微结构、内部形状效应和磁弹耦合效应430

10-3 化学微结构、指向有序各向异性和交换各向异性438

10-4 非晶态金属的磁各向异性446

10-5 非晶态金属磁畴448

10-5-1 概述448

10-5-2 非晶态金属畴壁449

10-5-3 非晶态金属磁畴形态453

10-5-4 散磁性非晶态金属的磁畴458

参考文献460

第十一章非晶态金属的技术磁化理论464

11-1 非晶态金属的技术磁化特点464

11-2 非晶态金属的低场磁化曲线470

11-3 非晶态金属的矫顽力机制477

11-3-1 磁各向异性梯度钉扎效应480

11-3-2 表面形貌的钉扎效应485

11-3-3 磁后效钉扎效应487

11-3-4 热处理对矫顽力的影响489

11-4 高矫顽力非晶态金属490

11-5 非晶态金属动态磁特性498

11-5-1 交流磁滞回线和畴壁的动态响应499

11-5-2 非晶态金属的磁损耗502

参考文献513

第十二章非晶态的形成及非晶态合金的制备517

12-1 非晶态合金的制备方法概述517

12-2 结晶动力学520

12-2-1 均匀成核521

12-2-2 复相起伏和成核率525

12-2-3 生长率527

12-3 非晶态的形成条件528

12-3-1 成核率很小529

12-3-2 结晶比例很小533

12-4 形成非晶态的临界冷却速率535

12-4-1 连续冷却转变CCT图536

12-4-2 非均匀成核及成核的暂态效应对形成非晶态的临界冷却速率的影响538

12-4-3 形成非晶态的临界冷却速率541

12-5-1 工艺过程与冷却速率542

12-5 制备工艺中的一些物理过程542

12-5-2 冷却类型与冷却速率543

12-5-3 薄带的品质与一些工艺参数545

参考文献548

第十三章非晶薄膜的制备原理550

13-1 薄膜沉积的物理过程概述551

13-1-1 成核551

13-1-2 生长过程552

13-2 汽相沉积动力学553

13-2-1 成核理论553

13-2-2 生长动力学555

13-3 非晶态薄膜的沉积556

13-3-1 理论处理556

13-3-2 形成非晶态薄膜的一些条件560

13-4 真空蒸镀法沉积非晶薄膜562

13-4-1 加热方法563

13-4-2 薄膜厚度564

13-4-3 多元系薄膜的蒸镀567

13-5 真空溅射法568

13-5-1 溅射率568

13-5-2 几种主要的溅射方法570

参考文献577

第十四章非晶态固体的结构缺陷580

14-1 非晶态、无序体系及短程有序581

14-1-1 非晶态物质与无序体系581

14-1-2 非晶态结构的主要特征584

14-1-3 非晶态固体内的原子短程序587

14-2 非晶态固体内的局域结构参数590

14-2-1 RDF描述局域结构涨落的局限591

14-2-2 局域结构参数的定义592

14-2-3 局域结构参数的统计分布与关联599

14-3 非晶态固体的结构缺陷609

14-3-1 定义609

14-3-2 原子团参数的计算机模拟610

14-4 非晶态固体结构的Voronoi多面体统计621

14-4-1 Voronoi多面体统计学622

14-4-2 局域结构参数与Voronoi多面体的关联624

14-5 宏观自由体积与结构缺陷628

14-5-1 自由体积628

14-5-2 自由体积与流体静态应力P的关联629

14-6 非晶态固体的弹性应力631

14-6-1 类点缺陷所感生的短程应力场631

14-6-2 与1/r2成正比的短程应力场632

14-6-3 长程应力场632

参考文献635

第十五章非晶态固体的结构弛豫638

15-1 各类物理量的弛豫现象639

15-1-1 体积V639

15-1-2 比热Cp及焓H640

15-1-3 居里温度T0643

15-1-5 电阻率654

15-1-4 磁后效658

15-1-6 粘滞系数与扩散系数661

15-2-1 缺陷运动与结构弛豫664

15-2 可逆与不可逆的结构弛豫664

15-2-2 不可逆结构弛豫与可逆结构弛豫665

15-2-3 径向分布函数与非晶态固体的结构弛豫667

15-2-4 玻璃转变温度的估计671

15-3 自由体积与位形熵模型672

15-3-1 自由体积模型672

15-3-2 位形熵模型673

15-4 结构弛豫谱与玻璃转变新模型674

15-4-1 结构弛豫谱674

15-4-2 结构弛豫谱的视激活能676

15-4-3 玻璃转变的一种新模型677

15-5 结构弛豫动力学680

15-5-1 激活能谱模型的基本概念681

15-5-2 ‘lnt’动力学过程686

15-5-3 可逆性现象686

15-5-4 Cross-over效应689

参考文献691

16-1-1 非晶态是非平衡的亚稳态695

第十六章非晶态形成和稳定性的热力学基础和微观机制695

16-1 玻璃转变695

16-1-2 玻璃转变温度Tg696

16-2 非晶态形成的热力学及结构因素698

16-2-1 合金效应698

16-2-2 原子的相互作用699

16-2-3 尺度效应700

16-2-4 位形熵Sc和原子的势垒△g701

16-2-5 化学键能708

16-3 非晶态合金的稳定性709

16-3-1 非晶态合金的寿命710

16-3-2 结晶激活能与稳定性的关系710

16-3-3 组分对稳定性的影响712

16-3-4 近自由电子气模型与稳定性713

16-3-5 非晶态结构对稳定性的影响716

16-3-6 结构稳定性719

参考文献724