Свободные электроны в твердых телах, Гроссе П., 1982

Свободные электроны в твердых телах, Гроссе П., 1982.
   В книге известного западногерманского ученого и педагога П. Гроссе на основе простейшей качественной модели Друде-Лоренца единым образом рассмотрены такие явления, как проводимость, поглощение света, диффузия, эффекты Холла, Фарадея, геликоидальные волны и т. д.
Простота и наглядность изложения, большое число рисунков, таблиц, примеров, относящихся к реальным проводникам, а не выдуманным для удобства расчета модельным объектам делают книгу весьма полезной как для физиков и инженеров, так и для преподавателей и студентов физических, радиофизических и физико-технических факультетов при изучении курса физики твердого тела.

Рассеяние волн в кристаллах.
Если сначала представлять электроны как классические заряженные частицы, то удивительно, что их длина свободного пробега может быть больше атомных расстояний: ведь твердое тело состоит из плотно упакованных положительных и отрицательных зарядов.
Тем не менее в металлах и полупроводниках при низких температурах наблюдаются длины свободного пробега от 100 до 1000 атомных расстояний. Это объясняется волновым характером электронов. Если волна распространяется в пространственно-периодической среде (в нашем случае в кристаллической решетке) и имеется взаимодействие волны со средой, то возбуждаемые первичной волной отдельные узлы решетки излучают вторичные волны с хорошо определенной фазой, которые, интерферируя, складываются с первичной волной. В случае сильного взаимодействия это может привести к изменению фазовой скорости результирующей волны по сравнению со скоростью в вакууме, но не к изменению направления распространения. Такой процесс имеет место только в идеальной решетке, когда волновой вектор первичной волны по величине и направлению связан с периодичностью решетки таким образом, что волна может испытывать брэгговское отражение.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие редактора перевода
Предисловие
1. Введение
2. Диэлектрики, полупроводники, металлы
2.1. Диэлектрик — полупроводник—металл
2.2. Концепция эффективной массы и дырочной проводимости
2.3. Плотность электронных состояний и их заполнение
2.4. Количественное сравнение полупроводников и металлов
Задачи
3. Поляризуемость отдельного атома и образование свободных электронов при конденсации в твердое тело
3.1. Атомная поляризуемость
3.2. Модель атома Томсона
3.3. Динамическая поляризуемость
3.4. Поляризуемость конденсированного вещества
3.5. Собственная поляризация и электронные свойства
3.6. Вклад валентных электронов в диэлектрическую восприимчивость
Задачи
4. Модель Друде — Лоренца
4.1. Силы, действующие на электрон
4.2. Релаксация импульса и энергии
5. Статическая проводимость В = 0
5.1. Ограничение величины тока за счет столкновений
5.2. Закон Ома
5.3. Время свободного пробега и кинетическая энергия электронов
5.4. Диссипация энергии и джоулево тепло
5.5. Горячие электроны
5.6. Отклонения от закона Ома
Задачи
6. Характерное время столкновений
6.1. Рассеяние волн в кристаллах
6.2. Сечение рассеяния и длина свободного пробега
6.3. Рассеяние на нейтральных дефектах
6.4. Рассеяние на фононах
6.5. Рассеяние на заряженных примесях (ионное рассеяние, рассеяние Конуэлл — Вайскопфа)
6.6. Рассеяние горячих электронов
6.7. Комбинация процессов рассеяния
6.8. Одновременный учет вкладов от различных носителей заряда
Задачи
7. Статическая проводимость в магнитном поле
7.1. Циклотронное движение
7.2. Свободный электрон в скрещенных постоянных электрическом и магнитном полях
7.3. Эффект Холла
7.4. Магнетосопротивление
Задачи
8. Токи и поля, возникающие при градиентах температуры и концентрации
8.1. Длина свободного пробега при наличии градиентов температуры и концентрации
8.2. Термоэлектрические эффекты
8.3 Термомагнитные эффекты, эффект Нернста
8.4. Диффузионные токи
Задачи
9. Динамическая проводимость
9.1. Свободные электроны в переменном электрическом поле
9.2. Диэлектрическая функция проводящих кристаллов
9.3. Плазменный резонанс
9.4. Экранирование кулоновских полей
Задачи
10. Распространенна электромагнитных волн в конденсированной среде
10.1. Дальнодействие и уравнения Максвелла, поляритоны
10.2. Волновое уравнение для электромагнитных полей
10.3. Продольные волны
10.4. Поперечные волны
10.5. Комплексный показатель преломления
11. Оптические свойства проводников
11.1. Общие оптические свойства полупроводника
11.2. Плазменный край
11.3. Предел Хагена — Рубенса
11.4. Поглощение Друде в проводниках
11.6. Поглощение и динамическая проводимость при различных процессах рассеяния
11.6. Скин-эффект
Задачи
12. Магнитооптические свойства проводников
12.1. Динамический тензор магнитопроводимости
12.2. Диэлектрическая функция проводящих кристаллов в магнитном поле
12.3. Распространение электромагнитных волн в присутствии статического магнитного поля
12.4. Циклотронный резонанс
12.5. Модельные примеры магнитооптических спектров
12.6. Эффекты Фарадея и Керра
12.7. Эффект Фойхта
12.8 Геликоидальные волны
12.9. Магнитоплазменные эффекты. Альфвеновские волны
Задачи
13. Электрон-фононное взаимодействие
13.1. Длинноволновые колебания решетки
13.2. Оптические фононы
13.3. Фонон-поляритоны
13.4 Плазмон-фонон-поляритоны
Задачи
Приложение. Распространение электромагнитных волн в конденсированной среде
П.1. Уравнения Максвелла и распространение электромагнитных волн
П.2. Примеры электрических волн
П.3. Магнитные волновые поля
П.4. Граничные условия для электромагнитных волновых полей на границе раздела двух полупространств
П.5. Отражение от полупространства
П.6. Оптические свойства плоскопараллельной пластины
П.7. Распространение волн различной поляризации в анизотропных средах
П.8. Плотность энергии и мощности потерь электромагнитного волнового поля
П.9. Отражение и прохождение волн в случае плоскопараллельной пластины
П.10. Стоячая волна при отражении от полупространства
Задачи
Литература
Обозначения
Именной указатель
Указатель химических соединений
Предметный указатель.