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第一章绪论方俊鑫 王评初1

1.1 介质的电极化1

1.2 固态电介质7

1.3 近年来电介质物理学的部分进展13

1.4 电介质物理学的展望22

参考文献25

第二章介质的电极化响应陆夏莲 李景德28

2.1基本概念28

2.1.1 电势移和电极化28

2.1.2 宏观物质中的电磁运动30

2.1.3 介质在交变电场中的损耗34

2.2电介质的微观极化机构37

2.2.1 电子云分布的畸变37

2.2.2 离子的位移41

2.2.3 固有电偶极矩的取向44

2.2.4 空间电荷47

2.3有效场49

2.3.1 弥散态物质49

2.3.2 Lorentz修正场52

2.3.3 昂萨格修正场54

2.4介电弛豫57

2.4.1 弛豫过程的物理意义57

2.4.2 德拜弛豫方程60

2.4.3 双势阱弛豫模型63

2.5谐振吸收和色散65

2.5.1 复折射率65

2.5.2 线性振子的强迫振动68

2.5.3 离子晶体中的极化波70

2.5.4 介电色散关系74

2.6各向异性电介质75

2.6.1 张量的概念75

2.6.2 方向对称性和点群79

2.6.3 晶体中方向的描述和坐标系82

2.7电极化的非线性效应85

2.7.1 非线性介电张量85

2.7.2 折射率椭球87

2.7.3 电光效应90

2.8其他的电极化响应93

2.8.1 金属中的色散93

2.8.2 伦琴射线的色散94

参考文献95

第三章电介质中的电荷转移雷清泉 范勇96

3.1 电传导和电荷转移96

3.2晶体的能带结构99

3.2.1 Bloch定理99

3.2.2 能带的概念104

3.3非晶体的能带结构107

3.3.1 无序效应及定域态107

3.3.2 典型的能带模型109

3.3.3 定域态的能量分布函数111

3.4弱电场中的电流112

3.4.1 直流离子体电导112

3.4.2 直流电子体电导117

3.4.3 交流电导130

3.4.4 导电逾渗模型130

3.4.5 载流子的弥散输运——Scher-Montroll理论138

3.4.6 表面电导141

3.5强电场中的电流142

3.5.1 电极效应142

3.5.2 体效应148

3.6电介质中的空间电荷153

3.6.1 空间电荷来源及类型153

3.6.2 空间电荷的表征技术154

3.6.3 受陷电荷的释放机理159

3.6.4 空间电荷效应165

3.7绝缘介质的电击穿172

3.7.1 气体放电172

3.7.2 液体介质击穿175

3.7.3 固体介质击穿176

参考文献193

第四章电介质的唯象理论陆夏莲 周志刚 李景德195

4.1热力学方法基本概念195

4.1.1 宏观均匀体系195

4.1.2 热力学量197

4.2固态电介质的热力学描述方法199

4.2.1 均匀形变199

4.2.2 应变和应力202

4.2.3 外界对电介质作功的形式204

4.2.4 平衡态固相电介质205

4.3极性固态相变208

4.3.1 自发极化和电畴208

4.3.2 二级铁电相变212

4.3.3 一级铁电相变218

4.3.4 诱导铁电相变222

4.3.5 极性相变的热力学理论224

4.4电介质的线性效应225

4.4.1 物性参数的定义225

4.4.2 线性物性参数230

4.4.3 物性常数和模量233

4.4.4 各向异性的张量描述方法233

4.5热释电性237

4.5.1 热释电体237

4.5.2 热释电系数242

4.6压电性246

4.6.1 压电体246

4.6.2 压电振子247

4.6.3 压电谐振等效电路253

4.6.4 导纳圆图258

4.7电致伸缩效应262

4.7.1 外电场作用于介质的力262

4.7.2 电致伸缩系数264

参考文献267

第五章晶格振动和声子统计陆夏莲 李景德269

5.1晶体中的热运动269

5.1.1 宏观物质中的热运动269

5.1.2 束缚原子体系的振动270

5.1.3 简谐振动模272

5.1.4 振动能量的量子化274

5.1.5 二次量子化和声子276

5.2晶格动力学278

5.2.1 晶体的理想化近似278

5.2.2 布里渊区283

5.2.3 声学支和光学支振动模285

5.2.4 三维理想晶体288

5.3极性相变和软模291

5.3.1 铁电软模291

5.3.2 非简谐作用293

5.3.3 相变和序参数297

5.4热平均值299

5.4.1 系综平均值299

5.4.2 量子统计301

5.4.3 声子的统计方法303

5.4.4 热力学函数的统计公式305

参考文献306

第六章铁电原理周志刚 李从周307

6.1铁电体的结构307

6.1.1 铁电体307

6.1.2 铁电体的分类309

6.1.3 铁电晶体313

6.1.4 铁电液晶325

6.1.5 铁电聚合物334

6.2铁电体的对称性337

6.2.1 对称性和对称群337

6.2.2 对称群和晶体群340

6.2.3 居里群358

6.3对称性和物理性能关系364

6.3.1 居里原理与诺埃曼原理364

6.3.2 铁电群和反铁电群367

6.3.3 铁弹群和铁电－铁磁群372

6.4畴结构与缺陷378

6.4.1 畴结构378

6.4.2 畴壁的运动390

6.4.3 畴结构与缺陷394

6.4.4 畴结构研究进展400

6.5结构相变和软模405

6.5.1 晶格稳定条件与软模概念405

6.5.2 简谐模型406

6.5.3 非谐相互作用408

6.5.4 主序参量和次级序参量410

6.6Landau唯象理论和涨落413

6.6.1 单元序参量413

6.6.2 序参量与应变的耦合415

6.6.3 短程力体系中的涨落417

6.6.4 单轴铁电体418

6.6.5 声学模和铁电涨落的相互作用420

6.6.6 多元序参量424

6.6.7 非本征铁电体426

6.6.8 涨落和短程相互作用427

6.6.9 涨落和长程相互作用428

6.7氢键铁电体的六角顶点模型428

6.7.1 冰规则428

6.7.2 二维KDP铁电模型429

6.8结构相变与有序-无序431

6.8.1 Slater-Takagi模型431

6.8.2 同位素效应435

6.9 赝自旋模型Hamiltonian435

6.10 位移型与有序-无序型统一模型438

参考文献440

第七章铁电体的第一性原理研究钟维烈 王渊旭451

7.1 基本概念451

7.2 基态结构454

7.3 自发极化466

7.4 铁电相变473

7.5 压电性483

参考文献493

第八章晶体中的缺陷李齐496

8.1点缺陷496

8.1.1 热平衡态的点缺陷，空位与填隙原子496

8.1.2 非平衡点缺陷的产生498

8.1.3 点缺陷的运动和原子输运过程501

8.1.4 离子晶体中的点缺陷与色心503

8.1.5 杂质原子506

8.2位错507

8.2.1 位错及其运动的几何特征507

8.2.2 位错的弹性性质511

8.2.3 位错核心结构515

8.2.4 位错的产生和增殖518

8.2.5 位错与其他缺陷间的交互作用521

8.3晶体的表面526

8.3.1 晶体外形与表面微观形貌526

8.3.2 表面弛豫与重构529

8.3.3 技术材料的表面531

8.4面缺陷533

8.4.1 平移界面533

8.4.2 孪晶界面539

8.4.3 晶界543

8.4.4 相界547

参考文献549

第九章电介质能谱倪尔瑚 李从周551

9.1 引论551

9.2介电谱556

9.2.1 引言556

9.2.2 弛豫型介电谱558

9.2.3 交变电场的情况；Kramors-Kr？nig关系式564

9.2.4 介电谱的测量导论566

9.3 红外吸收谱569

9.4光散射574

9.4.1 引言574

9.4.2 Raman散射和布里渊散射575

9.4.3 声子-光子耦合态577

9.5 超声谱581

参考文献586

第十章电介质的实验研究许煜寰588

10.1复介电常数和介电谱的研究588

10.1.1 复介电常数的测量589

10.1.2 介电谱591

10.1.3 介电常数对温度的函数关系(温度谱)598

10.1.4 热激励去极化电流的测量(TSDC谱)601

10.2电介质的铁电性与热释电性的实验研究603

10.2.1 电滞回线的观测604

10.2.2 铁电体居里温度的测定606

10.2.3 热释电系数的测量609

10.3压电效应和电致伸缩效应的实验研究612

10.3.1 据“IRE标准”对介电、压电、弹性常数测量的程序613

10.3.2 静态法和准静态法测量压电系数620

10.3.3 电致伸缩系数的测定621

10.4电介质的声学研究624

10.4.1 声速与弹性系数的关系625

10.4.2 超声波波速的测量628

10.4.3 对透明介质的声速测量630

10.5电介质光学性质的研究632

10.5.1 电介质的光学折射率633

10.5.2 电介质的吸收光谱634

10.5.3 晶体电光效应的实验研究638

10.5.4 非线性光学系数的测定642

10.6电介质的光散射研究648

10.6.1 Raman散射和布里渊散射的原理651

10.6.2 Raman散射的实验研究659

10.6.3 布里渊散射的实验研究663

10.7中子非弹性散射和声子谱的研究667

10.7.1 中子散射的特点667

10.7.2 中子散射的实验装置668

10.7.3 色散关系与声子谱的测定670

10.7.4 铁电体的中子散射实验研究674

10.8电介质的核磁共振研究679

10.8.1 核磁共振的原理680

10.8.2 核磁共振的实验方法681

10.8.3 用核磁共振的方法研究铁电体相变685

10.9电介质薄膜的实验研究687

10.9.1 薄膜微结构的观测688

10.9.2 介质薄膜电学和光学性质的实验研究692

10.9.3 介质薄膜的力学性质测量696

参考文献700

第十一章电介质材料的新应用王永龄705

11.1高介陶瓷的新应用706

11.1.1 高介电容器706

11.1.2 微波介电陶瓷711

11.1.3 反铁电储能电容器713

11.2铁电性(自发极化)的应用715

11.2.1 绪言715

11.2.2 压电点火719

11.2.3 压电双晶片725

11.2.4 压电水声换能器728

11.2.5 热释电的应用734

11.2.6 铁电高功率脉冲电源754

11.2.7 铁电薄膜存贮器及其他应用762

参考文献775

第十二章铁电薄膜肖定全778

12.1概述778

12.1.1 铁电薄膜778

12.1.2 重要的铁电薄膜材料779

12.1.3 铁电薄膜的应用780

12.1.4 非铁电性压电薄膜781

12.2铁电薄膜制备技术783

12.2.1 铁电薄膜制备技术783

12.2.2 溅射法784

12.2.3 脉冲激光沉积(PLD)法784

12.2.4 溶胶-凝胶法786

12.2.5 化学气相沉积(CVD)法787

12.2.6 激光分子束外延法788

12.3集成铁电学与铁电异质结构789

12.3.1 铁电薄膜与集成铁电学789

12.3.2 铁电薄膜异质结构793

12.4铁电薄膜在微电子技术和微电机系统中的应用795

12.4.1 压电薄膜声表面波器件795

12.4.2 非挥发性铁电随机存取存储器(FRAM)797

12.4.3 铁电动态随机存取存储器(DRAM)801

12.4.4 压电马达与集成铁电微电子机械系统801

12.5铁电薄膜在光电子学和集成光学中的应用803

12.5.1 铁电薄膜下一步的发展——在光电子学和集成光学中的应用803

12.5.2 薄膜型热释电红外探测器805

12.5.3 铁电薄膜集成光波导器件806

12.5.4 铁电薄膜光开关808

12.5.5 光学超晶格与声学超晶格808

12.6铁电薄膜的其他应用810

12.6.1 铁电薄膜电子发射与铁电冷阴极810

12.6.2 铁电薄膜微波器件——移相器和相阵控雷达应用813

12.6.3 其他铁电薄膜器件815

12.7铁电薄膜的特性退变机制815

12.7.1 概述815

12.7.2 铁电薄膜的疲劳特性816

12.7.3 铁电薄膜的老化特性820

12.7.4 介电薄膜电阻特性的退变823

12.7.5 铁电薄膜特性退变研究的进展825

12.8SBT铁电薄膜825

12.8.1 SBT的特性825

12.8.2 SBT的结构828

12.8.3 SBT薄膜的制备828

12.9铁电薄膜发展展望829

12.9.1 进一步发展铁电薄膜的主要障碍与解决对策830

12.9.2 重视集成铁电薄膜器件的研究开发831

参考文献832