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目录1

第一章 化学键理论中的单电子近似法5

1.1多电子体系的单电子描述5

1.1.1单电子模型的物理原理5

1.1.2单电子Schr？dinger方程和单电子Hamilton算符9

1.1.3Hartree-Fock方法11

1.2原子的壳层模型14

1.2.1原子轨道14

1.2.2求原子能级和原子函数16

1.3LCAO法18

1.3.1单电子理论中多原子体系和LCAO法的概念18

1.3.2本征函数和久期方程20

1.3.3LCAO法中的矩阵元24

1.3.4LCAO法中原子函数的系数和原子上的有效电荷28

1.3.5LCAO法中的双中心问题30

1.4单电子理论中的对称性34

1.4.1按对称群不可约表示将状态分类34

1.4.2对称性在LCAO法中的应用37

1.5单电子模型、定域轨道和经典结构化学40

1.5.1离域和定域轨道．集体性质40

1.5.2等价轨道44

1.5.3关于LO的补充说明45

1.5.4定域轨道和单电子性质47

第二章 固体的能带理论51

2.1一维晶体52

2.1.1一维线的Bloch函数52

2.1.2k空间和第一Brillouin区56

2.1.3色散律和能带58

2.1.4能带结构60

2.1.5能带和原子能级之间的原始关系62

2.1.6能带结构和晶体的物理性质64

2.2三维晶体的能带理论65

2.2.1三维晶格的平移对称性和Bloch函数65

2.2.2倒易晶格67

2.2.3三维晶体的k空间和第一Brillouin区69

2.3.1色散律的定义71

2.3LCAO法中能带结构的计算71

2.3.2三维晶体中的能带和带－带跃迁72

2.3.3LCAO法中三维晶体的矩阵元74

2.3.4Bloch函数的系数和晶体中的有效电荷75

2.4其它计算能带结构的方法76

2.4.1前言76

2.4.2缔合平面波法77

2.4.3Green函数法78

2.4.4正交化平面波法79

2.4.5非经验计算的准确度和参数凑数方法81

2.4.6经验赝势法和色散律的Fourier展开法83

2.4.7APW,Green函数，OPW和EP法中能带结构与原子结构的关系86

2.5能带理论中的点对称性87

2.5.1晶体中的点群和空间群87

2.5.2色散律的对称性和k向量“星”88

2.5.3k向量群89

2.6能带理论中的等价轨道91

2.6.1晶体中的Bloch函数和定域轨道91

2.6.2等价轨道法93

第三章 具有金刚石晶格共价晶体的化学键和能带结构．等价轨道法和价带95

3.1具有金刚石结构晶体的一般描述95

3.2金刚石型晶体的等价轨道法98

3.2.1Bloeh函数和等价轨道法98

3.2.2具有金刚石型晶格的晶体的久期方程的对称性和因子分解100

3.2.3最近邻近似法中的色散律102

3.2.4第一和第二最近邻键的共同特征104

3.3.1“完全”形式理论中的矩阵元107

3.3EOLCAO法和色散律中参数的计算107

3.3.2价带矩阵元的简化表示式110

3.4参数的经验测定法112

3.4.1Coulomb积分和升级能112

3.4.2共振积分β117

3.4.3共振积分βπ120

3.5共价晶体的价带结构．与实验比较和定性特点122

3.5.1价带结构的基本参数122

3.5.2p带宽度．βπ的理论值和实验值126

3.5.3价带宽度Ev及其支带宽度129

3.5.4石墨的σ带和金刚石中价带宽度130

3.6共价晶体的价带结构．与计算数据的比较及某些其它问题134

3.6.1与计算数据的比较134

3.6.2紧束缚法中具有金刚石晶格的晶体的价带135

3.6.3共价晶体能带结构用EO和LCAO法的非经验计算139

3.6.4金刚石和硅中能带结构及硅与共轭体系类似物问题139

4.1导带结构作为IV族元素的一种特性143

4.1.1导带的特性143

第四章 共价晶体的化学键和能带结构．导带和完全的能带结构143

4.1.2IV族元素晶体中能带结构的特性144

4.1.3导带与价带的共同会聚145

4.2烃类的结构和金刚石共振参数的改进149

4.2.1金刚石及硅的导带特点和Pauling的“角度部分规则”149

4.2.2碳原子间化学键的本质和共振积分β？(C)及βpp(C)150

4.2.3共振积分β？153

4.3金刚石和硅中导带结构及完全的能带结构155

4.3.1有机化学与金刚石能带结构的特征155

4.3.2金刚石中导带结构，带－带跃迁和禁带宽度的数值估计157

4.3.3Saravia-Brust模型和金刚石的能带结构问题159

4.3.4硅的能带结构和化学161

4.3.5共价晶体共振参数标度的改进及其价带结构162

4.3.6在半经验LCAO法中金刚石和硅的化学键及导带163

4.4锗和灰锡晶体中的化学键及能带结构166

4.4.1锗和锡化合物中化学键的本质166

4.4.2IV族元素系列中的惰性对和能带结构的变化168

4.4.3IV族元素中禁带的变窄以及由半导体转至半金属168

4.5.1锗的能带结构特征172

4.5锗的能带结构特征和某些其它问题172

4.5.2能带结构和带－带跃迁与压力关系175

4.5.3再论确定重原子中ns电子惰性的因素178

第五章 具有闪锌矿晶格的部分共价晶体中的化学键和能带结构．等价轨道法和价带181

5.1ANB8-N晶体的一般描述181

5.2ANB8-N晶体的等价轨道法185

5.2.1矩阵元和色散律185

5.2.2用以原子函数为基的矩阵元表示以等价轨道为基的矩阵元187

5.3.1Coulomb积分190

5.3Coulomb积分和共振积分的经验测定190

5.3.2等电子性原理和共振积分194

5.4部分共价晶体中价带的结构200

5.4.1价带结构的基本参数200

5.4.2价带结构的定性研究203

5.4.3价带结构参数的初步数值估计209

第六章 具有闪锌矿晶格的部分共价晶体中的化学键和能带结构．导带和完全的能带结构211

6.1在垂直系列和水平系列中化学键的本质以及能带结构的变化211

6.1.1部分共价四面体晶体中导带的个别特征211

6.1.2垂直和水平系列中价带及导带间平均间距212

6.1.3ANB8-N化合物导带的边缘216

6.1.4ANB8-N化合物垂直系列和水平系列中的禁带222

6.2ANB8-N化合物完全能带结构的计算225

6.3部分共价晶体和纯共价晶体中能带结构之间的关系232

6.3.1IV族元素和ANB8-N半导体中能带结构间的相似性232

6.3.2异极性微扰和Herman理论232

6.3.3部分离子性晶体和共价晶体能带结构参数间的关系234

6.3.4Herman的假设和Coulomb积分的经验值236

6.4.1ANB8-N半导体的禁带宽度与物理和化学性质的关系239

6.4类金刚石半导体晶体的能带理论和经验相关性239

6.4.2带－带跃迁和经验相关性的有限性242

6.4.3禁带宽度和原子化热244

6.4.4禁带宽度和电负性之差245

6.4.5禁带宽度和Pauling结合能247

6.4.6禁带宽度与原子间距248

6.4.7能带结构与性质之间的其它相关性248

6.5能带结构和原子上的电荷250

6.5.1能带结构作为研究化学键本质的方法250

6.5.2p带宽度和有效电荷251

6.5.3p能级间跃迁的比较252

6.5.4有效电荷和X1价能级的分裂254

6.5.5有效电荷和导带中X1能级的分裂256

6.5.6能带结构和原子电荷的符号257

结论259

参考文献261

内容索引278