固态电子习题解析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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固态电子学是电子工程的基本课程，习题更是学习这门课程的精华，若能仔细了解习题，将对固态电子学有更深一层的认识。本书包含固态电子学各类型之题型与详尽解析，让读者在实际练习中釐清概念，深入认识固态电子学之精要。

《量子场论基础与前沿专题》 内容概述 本书旨在为物理学、理论物理学、高能物理学、凝聚态物理学等相关领域的本科高年级学生、研究生以及研究人员提供一套全面、深入且与时俱进的量子场论教材与参考资料。全书结构严谨，内容覆盖从基本概念到前沿研究的多个层面，力求在保持理论完备性的同时，突出物理图像的直观性和计算技巧的实用性。 本书的结构被设计为三个主要部分：基础构建、标准模型与精确计算、前沿与交叉领域。 --- 第一部分：基础构建——从经典场到量子化 本部分着重于建立量子场论的数学和物理基础，强调路径积分形式和正则量子化的对比与统一。 第一章：经典场论回顾与拉格朗日形式 本章首先回顾了狭义相对论和经典场论的基本原理，如洛伦兹协变性、四维时空中的张量分析。随后，系统地介绍了标量场、旋量场和矢量场的拉格朗日密度构造。重点讨论了诺特定理在场论中的应用，导出了能量-动量张量、角动量张量以及守恒流，为后续的量子化奠定基础。 第二章：正则量子化方法 本章详细阐述了海森堡绘景下的正则对易关系构造。我们从最简单的无质量标量场 $phi(x)$ 开始，推导出其场算符的傅里叶展开形式，并明确给出产生（creation）和湮灭（annihilation）算符的对易关系。随后，将此方法推广到费米子场（狄拉克场），引入反对易关系，并解释其在保证泡利不相容原理中的关键作用。对于电磁场（自由矢量场），则需要处理其规范不变性带来的挑战，引入规范选择（如洛伦兹规范或库仑规范）和无穷多真空态的筛选问题。 第三章：路径积分的引入与应用 路径积分方法被视为现代量子场论的核心工具。本章从费曼的经典路径积分概念出发，逐步过渡到场论中的泛函积分。详细讨论了自由标量场的配分函数（Partition Function）的计算，并展示了如何利用泛函微分为粒子关联函数（Green’s Functions）定价。本章深入探讨了费米子场的路径积分表示（引入Grassmann 变量）以及规范场（如规范玻色子）的路径积分处理，特别是如何利用“鬼场”（Faddeev-Popov 因子）来处理规范冗余，这是理解规范理论量化的关键一步。 第四章：因果律与微扰论基础 本章聚焦于关联函数（传播子）的物理意义，特别是时间排序算符（Time-Ordering Operator）和扫路算符（Wick 旋转）的应用。详细推导了真空到真空的跃迁振幅 $S$-矩阵的微扰展开形式，并明确引入了费曼图（Feynman Diagrams）作为计算的图形化工具。本章的重点在于理解费曼规则的来源，并利用它们计算最简单的散射过程，例如两粒子对两粒子的 $2 o 2$ 散射的树图（Tree-level）贡献。 --- 第二部分：标准模型与精确计算 此部分是本书的核心，将基础理论应用于描述基本粒子及其相互作用，并引入重整化理论来处理高阶修正。 第五章：相互作用场论与费曼规则的完善 本章引入相互作用项，如 $phi^4$ 理论和量子电动力学（QED）。详细推导了QED的拉格朗日密度，并给出完整的费曼规则，包括顶点因子、传播子以及外部线和内部线（圈图）的表示。着重分析了圈图的出现如何导致发散问题，为下一章的重整化做铺垫。 第六章：重整化理论的精髓 本章系统地阐述了量子场论中最具挑战性也是最重要的课题——重整化。首先，介绍紫外（UV）发散的物理根源。详细讲解了正则化（Regularization）方法，特别是维度正则化（Dimensional Regularization）的技术细节，并展示其在保持洛伦兹协变性和规范不变性方面的优势。随后，核心讲解重整化（Renormalization）过程，区分“裸”量和“物理”量，并引入重整化群（Renormalization Group, RG）的概念，解释物理量如何依赖于重整化标度 $mu$。成功重整化的标准（如可重整化理论的判据）在本章得到清晰阐述。 第七章：重整化群与有效场论 本章将重整化群从一个数学技术提升到物理图像的高度。深入讨论了 $eta$ 函数的物理意义，并利用其描述耦合常数在不同能量尺度下的运行（Running Couplings）。对于QED，分析了光子有效耦合常数（Running Coupling）的渐进自由特性。对于强相互作用（QCD），则定性地解释了渐进自由的现象及其对强相互作用的理解带来的革命性意义。有效场论（Effective Field Theory, EFT）的思想在本章被提出，强调了在特定能标下忽略高能物理效应的有效性。 第八章：规范场论与杨-米尔斯理论 本章转向描述强核力和弱核力的基础——非阿贝尔规范理论。首先从李群（如 $SU(2)$, $SU(3)$）的结构和规范协变导数出发，系统推导出杨-米尔斯（Yang-Mills）拉格朗日量。详细讨论了规范理论的路径积分处理，特别是鬼场（Ghost Fields）在非阿贝尔理论中的必要性。最后，对量子色动力学（QCD）的基础结构进行概述，包括夸克和胶子的基本性质，以及其与QED在重整化群行为上的根本区别。 --- 第三部分：前沿与交叉领域 本部分将理论工具应用于更复杂的物理现象，并探索量子场论在其他物理分支中的应用。 第九章：自发对称性破缺与希格斯机制 本章探讨了对称性在拉格朗日量中保持，但在真空态中破缺的现象。详细分析了 Goldstone 玻色子定理。随后，集中阐述自发对称性破缺（Spontaneous Symmetry Breaking, SSB）在规范理论中的体现——即希格斯机制（Higgs Mechanism）。通过一个简化的 $U(1)$ 模型，展示规范玻色子如何获得质量而不破坏规范不变性。最后，简要概述标准模型中 $SU(2)_L imes U(1)_Y$ 规范群的破缺过程。 第十章：拓扑结构与非微扰效应 本章探索量子场论中的非微扰效应和拓扑性质。讨论了拓扑非平庸的场构型，如瞬子（Instantons），以及它们在隧穿效应中的作用，特别是在轴子（Axion）模型中的潜在联系。此外，对畴壁（Domain Walls）和磁单极子（Magnetic Monopoles）等拓扑缺陷进行了数学描述和物理意义的探讨。 第十一章：热场论与有限温度效应 本章将量子场论推广到有限温度（或有限密度）的环境。介绍有限温度场论（Thermal Field Theory）的核心工具——路径积分在欧几里得时空中的周期性边界条件，以及Matsubara 频率方法。利用此框架，讨论了粒子在高温下的性质（如温度依赖的有效势），并概述了早期宇宙中相变（如夸克-胶子等离子体相变）的场论描述。 第十二章：引力、量子化与弦理论的初步接触 作为结语，本章将目光投向场论的终极挑战——量子引力。简要回顾了爱因斯坦引力场的经典描述，并讨论了尝试将其量子化的主要困难（非重整化性）。最后，作为对前沿物理的导引，本书对弦理论（String Theory）的基本概念进行了定性介绍，包括开弦与闭弦、共形场论（CFT）在弦理论中的核心地位，以及它如何自然地提供一个紫外截断，从而规避了量子引力中的发散问题。 --- 附录 附录中包含必要的数学工具：张量分析、群论基础（李群表示）、Grassmann 代数、以及常用的积分公式和特殊函数查表，以确保读者能够独立完成书中的练习和更复杂的计算。 本书通过系统的结构和深入的细节分析，致力于培养读者掌握量子场论的计算技术，理解其物理图像，并为未来研究高能物理、凝聚态物理中的新兴课题打下坚实的基础。

作者简介

李雅明

　　1943年生，台湾大学物理系学士，美国马利兰大学固态物理学博士。曾先后任清华大学物理系、材料科学系副教授，美国休斯研究所（Hughes Research Laboratories）计画经理，美国凯斯西方储备大学（Case Western Reserve University）电机与应用物理系正教授，清华大学电机系正教授。在清华大学，曾任电子工程研究所所长，出版社社长，现为清华大学荣誉教授。除科技专业论文外，着有：以海外保钓运动为背景的长篇小说《惑》（中央日报社，1986年）、《固态电子学》（全华科技，1995年）、《半导体的故事》（新新闻，1999年）、《我看基督教：一个知识份子的省思》（桂冠图书公司，2006年）、《科学与宗教：400年来的冲突、挑战和展望》（五南图书公司，2008年，入围「第33届金鼎奖」）、《出埃及：历史还是神话？》（五南图书公司，2010年）、《从半导体看世界》（天下远见，2012年）、《半导体的故事：发展与现况》（暖暖书屋，2013年）、主编《管惟炎口述历史回忆录》（国立清华大学出版社，2004年），以及翻译《IC如何创新》（天下文化，2000年）。

第一章　导论
第二章　薛丁格方程式
第三章　晶体的能带理论
第四章　晶格振动
第五章　金属的电学性质
第六章　半导体
第七章　绝缘体
第八章　光学性质
第九章　磁学性质
第十章　热学性质
第十一章　金属的应用
第十二章　半导体的应用：p-n 结与双极型电晶体
第十三章　半导体的应用：场效电晶体与电荷耦合元件
第十四章　半导体的应用：光电元件
第十五章　绝缘体的应用
第十六章　超导体及其应用
第十七章　薄膜垒积技术

评分☆☆☆☆☆

這本《固態電子習題解析》，對我這種剛接觸固態電子學的新手來說，簡直就是黑暗中的一道曙光！老實說，一開始被課本上的半導體物理學還有材料學搞得暈頭轉向，常常覺得那些公式跟模型都離我好遙遠。但是，這本書的出現，真的讓我在學習的路上找到了方向。它收錄的題目涵蓋範圍很廣，從基本的PN接面到複雜的BJT、MOSFET特性，再到一些能帶理論的應用，基本上你課本裡學到的重要概念，它都有對應的題目來做練習。而且，它的題目設計很巧妙，不會只是重複課本的例題，很多都是在考驗你對觀念的理解和應用。更重要的是，它的解題方式非常細膩，每一個計算步驟都解釋得很清楚，甚至連一些符號的意義都會再次強調，這對初學者來說非常友好。它不像有些參考書，解題步驟跳很大，讓你根本跟不上。它還有很多小技巧的提示，像是如何判斷符號的正負，或者在計算中省略哪些項。這些看似微小的細節，卻能大大提升解題的效率和準確度。

评分☆☆☆☆☆

說真的，我一開始看到這本《固態電子習題解析》的書名，還以為它只是又一本枯燥乏味的參考書，畢竟「習題解析」這幾個字聽起來就跟「惡夢」差不多。但是，因為我實在對固態電子學的某些章節感到非常吃力，尤其是那些涉及量子力學和半導體物理的部份，所以還是抱著姑且一試的心態買了下來。結果，它徹底顛覆了我對這類書籍的看法！這本書最大的特色，不是它蒐集了多少難題，而是它解析的「深度」與「廣度」。它不僅提供了標準的解法，更重要的是，它會深入探討每一個步驟的原理，並且從不同的角度去解釋問題。舉例來說，對於一些關於載子傳輸的題目，它會從電場、濃度梯度，甚至是溫度梯度等多元因素來分析，讓你明白背後的物理機制。而且，它還會適時地引用一些比較前沿的理論概念，引導你去思考更深層次的問題，這對於想要在固態電子領域有所發展的學生來說，絕對是寶貴的額外收穫。雖然有些題目的難度確實很高，但它詳細的講解，反而激發了我學習的動力，讓我更願意去挑戰這些看似不可能的任務。

评分☆☆☆☆☆

我對這本《固態電子習題解析》的評價，只能說是「驚豔」！身為一個在固態電子學這門課上奮鬥了好幾年的「老兵」，我看過的習題解答不在少數，但這本書真的讓我耳目一新。它最大的亮點，在於它不只給出「答案」，更在乎「過程」與「啟發」。它對於複雜題目的解析，會運用多種不同的方法論證，像是結合圖解、數學推導，甚至是一些輔助性的表格，讓你從不同的面向去理解問題。我特別喜歡它在某些題目後面，會額外補充一些相關的背景知識，或者是延伸性的討論，這讓我不僅學會了解題，還能拓展對固態電子學更廣泛的認識。舉個例子，有一次我遇到一個關於漏電流的題目，書裡不只給了解決方案，還順帶解釋了不同漏電流機制的物理成因，以及在實際元件設計中需要考量的因素，這對於我之後做專題或是深入研究，都非常有幫助。而且，它的語言風格也很生動，不會讓人覺得死氣沉沉，讀起來反而有種跟一位經驗豐富的老師在對話的感覺，能夠激發學習的興趣。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本《固態電子習題解析》真的太「硬」了！身為一個正在努力啃固態電子學的苦命大學生，每次看到課本上的公式跟理論就頭痛欲裂，更不用說那些動不動就要花一整頁才能寫完的習題了。這本書剛出版沒多久，我跟同學就迫不及待人手一本，想說看看有沒有什麼神仙級的解題技巧可以拯救我們。打開來看，哇塞，題目真的不是開玩笑的，有些是課本上根本沒見過的變形題，有些則是把好幾個觀念纏繞在一起，光是看題目就覺得腦袋要爆炸了。不過，它最棒的地方就是，每一題都有超詳細的解析，而且是用那種會讓你忍不住「啊！原來是這樣！」的語氣講解的。它不會像有些參考書一樣，給你一個答案就沒了，而是會一步一步帶你拆解題目，甚至會提示你可能遇到的陷阱，或者推薦你可以從哪個觀念開始複習。我覺得最讚的是，裡面有很多圖示跟小提示，把原本抽象的概念具象化，像有些關於能帶結構的問題，它畫的圖就超清楚，我之前看了好幾遍課本都搞不清楚的地方，看了它的圖一下子就懂了。而且，它的解題思路很完整，不只是算對答案，更重要的是讓你理解為什麼要這樣算，建立起紮實的解題邏輯，這對應付期中期末考絕對是大有幫助。

评分☆☆☆☆☆

我必須說，《固態電子習題解析》這本書，根本就是固態電子學的「救星」！我上課聽老師講，下課看課本，腦袋瓜裡還是一團漿糊，尤其是遇到像MOSFET特性曲線、PN接面崩潰機制這類題目，常常是看著解答，然後「嗯？為什麼是這樣？」然後就卡住了。這本書的優點在於，它不是那種只給你答案然後講個大概的參考書，它的解析真的有「解析」到！它會把整個解題過程拆解成小步驟，每一個步驟都附上清楚的說明，讓你清楚知道為什麼要這樣處理。而且，它還會用比較口語化的方式解釋，讓原本很學術的內容變得容易理解。我最喜歡它裡面有「常見錯誤提醒」的單元，常常我做錯的點，它都幫我列出來了，讓我知道我到底錯在哪裡，下次就不容易再犯同樣的錯誤。還有，它針對不同類型的題目，會提供不同的解題策略，像是遇到考離散能階的，它會教你怎麼利用薛丁格方程式；遇到考擴散的，它會提醒你注意邊界條件。這種「客製化」的解題指引，讓我覺得這本書不只是在教你怎麼算，更是在教你怎麼「思考」。