Учебное пособие представляет собой конспект лекций, прочитанных автором в течение ряда лет студентам физического факультета. Рассматривается широкий круг вопросов теории механических и тепловых свойств кристаллов. На основе статистического приближения анализируется специфика сил связи различных групп кристаллов и её влияние на их механические свойства. Большое внимание уделяется проблеме построения уравнений состояния кристаллов в рамках термодинамического подхода. Изложение предполагает, что читатель имеет представление о пространственных группах и сингониях кристаллов. Для студентов, аспирантов и научных работников, специализирующихся в области теории твердого тела.

Монография посвящена изложению основ современной квантовой теории твердого тела с помощью языка псевдопотенциала. Показано, что идеи псевдопотенциала появляются как естественное следствие применения квантово-механической теории рассеяния (излагаемой в книге) к проблеме взаимодействия электрона с атомом (ионом). Особое внимание уделено принципам построения кристаллических потенциалов и теории экранирования. На языке псевдопотенциала рассмотрены основные положения зонной теории и проанализирована связь между теорией псевдопотенциала и основными методами расчета энергетической зонной структуры (ОПВ, ППВ, ККР, ККРЗ). В качестве примера использования теории псевдопотенциала обсуждено ее применение к одной из актуальных задач теории фазовых превращений - проблеме сравнительной устойчивости кристаллических структур металлов и сплава. На широком материале показаны возможности теории псевдопотенциалов в этом аспекте.

Настоящая книга представляет собой вводный курс физики твердого тела, охватывающий как основные представления теории, так и ее приложения к описанию физических свойств твердых тел и происходящих в них процессов. В книге отражены следующие вопросы: теория кристаллической решетки (включая роль дефектов, тепловые свойства, диффузию), необходимые сведения из атомной физики и квантовой механики и на этой основе - электронная теория твердого тела. Далее изложены применения этой теории к анализу электрических и магнитных свойств диэлектриков, ионных кристаллов, полупроводников и металлов. Книга написана простым и доступным языком с минимальным использованием математического аппарата; авторы умело и на современном уровне объясняют многие сложные и тонкие вопросы, опираясь на наглядные модельные представления. Книга может быть рекомендована в качестве дополнительного учебного пособия студентам университетов и физико-технических вузов, начинающим изучать физику твердого тела или отдельные ее разделы. Она будет полезна молодым специалистам и преподавателям этой дисциплины, а также научным работникам смежных с физикой областей науки, желающим ознакомиться с основными представлениями и методами физики твердого тела.??.

Пособие соответствует содержанию направлений бакалаврской подготовки "Прикладная механика", "Прикладная математика и физика" и "Механика", магистерских программ "Механика деформируемого твердого тела", "Наномеханика" и "Вычислительная механика". Исследуются упругие свойства идеальных монокристаллов и наноструктур. Описана методика, позволяющая получить связь макроскопических характеристик с параметрами микроструктуры в рамках линейной теории упругости. Проводится сравнительный анализ трех моделей мажатомного взаимодействия: силовой, моментной и угловой. Рассматриваются структуры, имеющие одноатомные кристаллические решетки (треугольная, квадратная, кубическая, ОЦК, ГЦК) и двухатомные кристаллические решетки (графен, алмаз). Предназначено для студентов, изучающих теоретическую механику, механику сплошной среды и физику твердого тела, а также аспирантов, научных работников и инженеров.

В первой главе пособия кратко изложены основы кристаллографии. Во второй главе даны физические основы электроники твердого тела. В последующих четырех главах изложены ключевые вопросы физики полупроводников: равновесная статистика электронов и дырок, перенос носителей заряда, контактные явления и явления в сильных электрических полях. Для аспирантов и студентов.

Современная техника резко повысила требования к материалам, в связи с чем очень возрос интерес к физическим явлениям и закономерностям, определяющим различные свойства материалов, в частности металлов. В книге дается систематическое, но не слишком специальное и сложное, изложение основных вопросов молекулярно-кинетической теории металлов. В ней излагаются общие сведения о кристаллических решетках твердых тел, теории упругих свойств кристаллов, колебаний кристаллических решеток, фазовых превращений (в том числе упорядочения и распада сплавов). Теоретически рассматриваются процессы образования вакансий и диффузии в металлах и сплавах, а также протекания в них пластической деформации. Книга рассчитана на научных работников и инженеров, работающих в физике твердого тела, в частности, металлофизики и физического металловедения, она также может служить пособием для аспирантов и студентов старших курсов вузов, специализирующихся в этих же областях физики.

В пособии рассматриваются особенности энергетического спектра и переноса частиц в одномерных системах (квантовых проводниках) и углеродных нанотрубках. Предназначено для студентов старших курсов и аспирантов, специализирующихся в области микро- и наноэлектроники.

В книге кратко излагаются основы физики конденсированных сред, физики поверхности, являющейся одним из краеугольных камней столь модных сегодня нанотехнологий. При этом выдержан удачный баланс между экспериментом и теорией. Для теоретического объяснения экспериментальных данных широко использована квантовая физика. Четко прослежены общие свойства различных форм существования конденсированных сред. Обсуждаются переходные состояния между различными формами, а также основные физические законы, единые для всех форм вещества. Для студентов старших курсов университетов, а также аспирантов, молодых специалистов и инженеров.

Пособие составлено на основе курса лекций, читаемых автором в Новосибирском университете студентам отделения информатики физического факультета. Курс содержит две части; первая из которых посвящена квантовой механике (нерелятивистской теории), вторая - статистической физики для физиков. Однако изучаемые вопросы рассматриваются на высоком теоретическом уровне. Существенную часть курса составляют задачи. Курс включает в себя три приложения, которые содержат принципы построения программ для упражнений по квантовой механике и примерный перечень типичных заданий; сведения о элементарных частицах и взаимодействиях, описание некоторых нерешенных проблем фундаментальной физики; математические дополнения и сведения из аналитической механики. Учебное пособие предназначено для студентов университетов, педагогических и технических вузов.

Представлены современные достижения в теории и эксперименте метода дифракции электронов в 4D пространственно-временном континууме. Даны основы классической газовой электронографии, в том числе высокотемпературной, на основе понятия поверхности потенциальной энергии. Введение развертки во времени в дифракционные методы с использованием пикосекундных и фемтосекундных электронных диагностирующих импульсов, синхронизированных с импульсами возбуждающего лазерного возбуждения, позволило разработать методы сверхбыстрой электронной кристаллографии, дифракции рентгеновских лучей с временным разрешением и динамической просвечивающей электронной микроскопии, томографии молекулярного состояния. Становится возможной визуализация переходных процессов при фотовозбуждении свободных молекул и биологических обьектов, анализ процессов на поверхности и в наноструктурах. Для широкого круга читателей, студентов, аспирантов, научных работников, интересующихся проблемами структуры и динамики наноматериалов, строением вещества.

В учебном пособии помимо традиционно сложившихся разделов физики твердого тела отражены некоторые современные направления науки. такие как физика фотонных кристаллов, наномасштабная физика. фрактальные представления о структуре кристаллических тел. Теоретический материал каждой главы книги дополнен задачами с решениями. Для студентов и аспирантов высших технических учебных заведений, а также преподавателей физики и других естественно-научных дисциплин в технических вузах.

Обобщены экспериментальные и теоретические исследования воздействия малых доз ионизирующего излучения (рентгеновских лучей, y-квантов, электронов) на полупроводниковые монокристаллы, полупроводниковые структуры и приборы, металлы, сплавы, режущий, буровой и волочильный инструменты, а также исследования радиационно-стимулированной миграции, диффузии и выхода водорода из твердого тела. Заложена феноменологическая модель упорядочения структуры дефектных кристаллов и изменения физических и механических свойств материалов под действием ионизирующего излучения. Для научных и инженерно-технических работников, занимающихся радиационной физикой твердого тела, модификацией свойств полупроводников и металлов, проблемой материалов для термоядерных и ядреных реакторов. вопросами водородной энергетики. Полезна аспирантам, магистрам и студентам соответствующих специальностей.

В пособии обсуждаются проблемы рентгеноструктурного анализа нанокристаллических материалов, излагаются современные рентгенографические методики исследования наноразмерных и наноструктурированных систем. Рассматриваются особенности рентгеновской дифракции для ID и 3D когерентных наноструктур. Пособие предназначено для магистрантов ФФ НГУ, обучающихся на кафедре физических методов исследования твердого тела, а также студентов других кафедр и факультетов, занимающихся исследованием структуры нанокристаллических материалов. Предполагается, что обучающиеся знакомы с началами кристаллографии и теории рассеяния рентгеновских лучей.

Описаны диаграммы состояния двойных систем металл-бор и диаграммы фазовых равновесий тройных систем металл-металл-бор. Систематизированы и обобщены сведения о всех бинарных и тернарных боридах, типах их кристаллической структуры, периодах решетки. Приведены данные о твердых растворах на основе бинарных боридов, изменения их периодов решетки. Для инженерно-технических работников и специалистов, занимающихся проблемами материаловедения, физики и химии твердого тела, кристаллохимии.

Изложена современная теория нормальных и сверхпроводящих металлов без использования сложных математических методов. Помимо описания классических свойств, серьезное внимание уделено актуальным проблемам: квантовым интерференционным эффектам, локализации электронов случайным потенциалом, нелинейным явлениям, взаимному влиянию сверхпроводимости и магнетизма и др. Необходимо знакомство с квантовой механикой и статистикой. Для студентов и аспирантов физических специальностей вузов, а также научно-технических работников в области физики твердого тела.

Почему металлы проводят электрический ток, а диэлектрики нет? Почему металлы лучше проводят тепло, чем диэлектрики? Почему вообще в природе существуют проводники - металлы и изоляторы - диэлектрики? Почему одни тела - магниты, а другие нет? На эти и многие другие вопросы отвечает квантовая теория твердого тела, популярное изложение которой содержится в книге М. И. Каганова "Электроны, фононы, магноны".В книге почти нет формул. При этом автор не ограничивается констатацией свойств и описанием явлений, а объясняет их природу, оперируя общефизическими понятиями. Уделяя много внимания изложению классических результатов квантовой теории твердого тела, автор подводит читателя к пониманию сегодняшних проблем науки о кристаллах.