固態電子習題解析 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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固態電子學是電子工程的基本課程，習題更是學習這門課程的精華，若能仔細瞭解習題，將對固態電子學有更深一層的認識。本書包含固態電子學各類型之題型與詳盡解析，讓讀者在實際練習中釐清概念，深入認識固態電子學之精要。

《量子場論基礎與前沿專題》 內容概述 本書旨在為物理學、理論物理學、高能物理學、凝聚態物理學等相關領域的本科高年級學生、研究生以及研究人員提供一套全麵、深入且與時俱進的量子場論教材與參考資料。全書結構嚴謹，內容覆蓋從基本概念到前沿研究的多個層麵，力求在保持理論完備性的同時，突齣物理圖像的直觀性和計算技巧的實用性。 本書的結構被設計為三個主要部分：基礎構建、標準模型與精確計算、前沿與交叉領域。 --- 第一部分：基礎構建——從經典場到量子化 本部分著重於建立量子場論的數學和物理基礎，強調路徑積分形式和正則量子化的對比與統一。 第一章：經典場論迴顧與拉格朗日形式 本章首先迴顧瞭狹義相對論和經典場論的基本原理，如洛倫茲協變性、四維時空中的張量分析。隨後，係統地介紹瞭標量場、鏇量場和矢量場的拉格朗日密度構造。重點討論瞭諾特定理在場論中的應用，導齣瞭能量-動量張量、角動量張量以及守恒流，為後續的量子化奠定基礎。 第二章：正則量子化方法 本章詳細闡述瞭海森堡繪景下的正則對易關係構造。我們從最簡單的無質量標量場 $phi(x)$ 開始，推導齣其場算符的傅裏葉展開形式，並明確給齣産生（creation）和湮滅（annihilation）算符的對易關係。隨後，將此方法推廣到費米子場（狄拉剋場），引入反對易關係，並解釋其在保證泡利不相容原理中的關鍵作用。對於電磁場（自由矢量場），則需要處理其規範不變性帶來的挑戰，引入規範選擇（如洛倫茲規範或庫侖規範）和無窮多真空態的篩選問題。 第三章：路徑積分的引入與應用 路徑積分方法被視為現代量子場論的核心工具。本章從費曼的經典路徑積分概念齣發，逐步過渡到場論中的泛函積分。詳細討論瞭自由標量場的配分函數（Partition Function）的計算，並展示瞭如何利用泛函微分為粒子關聯函數（Green’s Functions）定價。本章深入探討瞭費米子場的路徑積分錶示（引入Grassmann 變量）以及規範場（如規範玻色子）的路徑積分處理，特彆是如何利用“鬼場”（Faddeev-Popov 因子）來處理規範冗餘，這是理解規範理論量化的關鍵一步。 第四章：因果律與微擾論基礎 本章聚焦於關聯函數（傳播子）的物理意義，特彆是時間排序算符（Time-Ordering Operator）和掃路算符（Wick 鏇轉）的應用。詳細推導瞭真空到真空的躍遷振幅 $S$-矩陣的微擾展開形式，並明確引入瞭費曼圖（Feynman Diagrams）作為計算的圖形化工具。本章的重點在於理解費曼規則的來源，並利用它們計算最簡單的散射過程，例如兩粒子對兩粒子的 $2 o 2$ 散射的樹圖（Tree-level）貢獻。 --- 第二部分：標準模型與精確計算 此部分是本書的核心，將基礎理論應用於描述基本粒子及其相互作用，並引入重整化理論來處理高階修正。 第五章：相互作用場論與費曼規則的完善 本章引入相互作用項，如 $phi^4$ 理論和量子電動力學（QED）。詳細推導瞭QED的拉格朗日密度，並給齣完整的費曼規則，包括頂點因子、傳播子以及外部綫和內部綫（圈圖）的錶示。著重分析瞭圈圖的齣現如何導緻發散問題，為下一章的重整化做鋪墊。 第六章：重整化理論的精髓 本章係統地闡述瞭量子場論中最具挑戰性也是最重要的課題——重整化。首先，介紹紫外（UV）發散的物理根源。詳細講解瞭正則化（Regularization）方法，特彆是維度正則化（Dimensional Regularization）的技術細節，並展示其在保持洛倫茲協變性和規範不變性方麵的優勢。隨後，核心講解重整化（Renormalization）過程，區分“裸”量和“物理”量，並引入重整化群（Renormalization Group, RG）的概念，解釋物理量如何依賴於重整化標度 $mu$。成功重整化的標準（如可重整化理論的判據）在本章得到清晰闡述。 第七章：重整化群與有效場論 本章將重整化群從一個數學技術提升到物理圖像的高度。深入討論瞭 $eta$ 函數的物理意義，並利用其描述耦閤常數在不同能量尺度下的運行（Running Couplings）。對於QED，分析瞭光子有效耦閤常數（Running Coupling）的漸進自由特性。對於強相互作用（QCD），則定性地解釋瞭漸進自由的現象及其對強相互作用的理解帶來的革命性意義。有效場論（Effective Field Theory, EFT）的思想在本章被提齣，強調瞭在特定能標下忽略高能物理效應的有效性。 第八章：規範場論與楊-米爾斯理論 本章轉嚮描述強核力和弱核力的基礎——非阿貝爾規範理論。首先從李群（如 $SU(2)$, $SU(3)$）的結構和規範協變導數齣發，係統推導齣楊-米爾斯（Yang-Mills）拉格朗日量。詳細討論瞭規範理論的路徑積分處理，特彆是鬼場（Ghost Fields）在非阿貝爾理論中的必要性。最後，對量子色動力學（QCD）的基礎結構進行概述，包括誇剋和膠子的基本性質，以及其與QED在重整化群行為上的根本區彆。 --- 第三部分：前沿與交叉領域 本部分將理論工具應用於更復雜的物理現象，並探索量子場論在其他物理分支中的應用。 第九章：自發對稱性破缺與希格斯機製 本章探討瞭對稱性在拉格朗日量中保持，但在真空態中破缺的現象。詳細分析瞭 Goldstone 玻色子定理。隨後，集中闡述自發對稱性破缺（Spontaneous Symmetry Breaking, SSB）在規範理論中的體現——即希格斯機製（Higgs Mechanism）。通過一個簡化的 $U(1)$ 模型，展示規範玻色子如何獲得質量而不破壞規範不變性。最後，簡要概述標準模型中 $SU(2)_L imes U(1)_Y$ 規範群的破缺過程。 第十章：拓撲結構與非微擾效應 本章探索量子場論中的非微擾效應和拓撲性質。討論瞭拓撲非平庸的場構型，如瞬子（Instantons），以及它們在隧穿效應中的作用，特彆是在軸子（Axion）模型中的潛在聯係。此外，對疇壁（Domain Walls）和磁單極子（Magnetic Monopoles）等拓撲缺陷進行瞭數學描述和物理意義的探討。 第十一章：熱場論與有限溫度效應 本章將量子場論推廣到有限溫度（或有限密度）的環境。介紹有限溫度場論（Thermal Field Theory）的核心工具——路徑積分在歐幾裏得時空中的周期性邊界條件，以及Matsubara 頻率方法。利用此框架，討論瞭粒子在高溫下的性質（如溫度依賴的有效勢），並概述瞭早期宇宙中相變（如誇剋-膠子等離子體相變）的場論描述。 第十二章：引力、量子化與弦理論的初步接觸 作為結語，本章將目光投嚮場論的終極挑戰——量子引力。簡要迴顧瞭愛因斯坦引力場的經典描述，並討論瞭嘗試將其量子化的主要睏難（非重整化性）。最後，作為對前沿物理的導引，本書對弦理論（String Theory）的基本概念進行瞭定性介紹，包括開弦與閉弦、共形場論（CFT）在弦理論中的核心地位，以及它如何自然地提供一個紫外截斷，從而規避瞭量子引力中的發散問題。 --- 附錄 附錄中包含必要的數學工具：張量分析、群論基礎（李群錶示）、Grassmann 代數、以及常用的積分公式和特殊函數查錶，以確保讀者能夠獨立完成書中的練習和更復雜的計算。 本書通過係統的結構和深入的細節分析，緻力於培養讀者掌握量子場論的計算技術，理解其物理圖像，並為未來研究高能物理、凝聚態物理中的新興課題打下堅實的基礎。

作者簡介

李雅明

　　1943年生，颱灣大學物理係學士，美國馬利蘭大學固態物理學博士。曾先後任清華大學物理係、材料科學係副教授，美國休斯研究所（Hughes Research Laboratories）計畫經理，美國凱斯西方儲備大學（Case Western Reserve University）電機與應用物理係正教授，清華大學電機係正教授。在清華大學，曾任電子工程研究所所長，齣版社社長，現為清華大學榮譽教授。除科技專業論文外，著有：以海外保釣運動為背景的長篇小說《惑》（中央日報社，1986年）、《固態電子學》（全華科技，1995年）、《半導體的故事》（新新聞，1999年）、《我看基督教：一個知識份子的省思》（桂冠圖書公司，2006年）、《科學與宗教：400年來的衝突、挑戰和展望》（五南圖書公司，2008年，入圍「第33屆金鼎奬」）、《齣埃及：曆史還是神話？》（五南圖書公司，2010年）、《從半導體看世界》（天下遠見，2012年）、《半導體的故事：發展與現況》（暖暖書屋，2013年）、主編《管惟炎口述曆史迴憶錄》（國立清華大學齣版社，2004年），以及翻譯《IC如何創新》（天下文化，2000年）。

第一章　導論
第二章　薛丁格方程式
第三章　晶體的能帶理論
第四章　晶格振動
第五章　金屬的電學性質
第六章　半導體
第七章　絕緣體
第八章　光學性質
第九章　磁學性質
第十章　熱學性質
第十一章　金屬的應用
第十二章　半導體的應用：p-n 結與雙極型電晶體
第十三章　半導體的應用：場效電晶體與電荷耦閤元件
第十四章　半導體的應用：光電元件
第十五章　絕緣體的應用
第十六章　超導體及其應用
第十七章　薄膜壘積技術

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哇，這本《固態電子習題解析》真的太「硬」瞭！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纔能寫完的習題瞭。這本書剛齣版沒多久，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瞭。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，給你一個答案就沒瞭，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，裡麵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，我之前看瞭好幾遍課本都搞不清楚的地方，看瞭它的圖一下子就懂瞭。而且，它的解題思路很完整，不隻是算對答案，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☆☆☆☆☆

說真的，我一開始看到這本《固態電子習題解析》的書名，還以為它隻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瞭下來。結果，它徹底顛覆瞭我對這類書籍的看法！這本書最大的特色，不是它蒐集瞭多少難題，而是它解析的「深度」與「廣度」。它不僅提供瞭標準的解法，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製。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，反而激發瞭我學習的動力，讓我更願意去挑戰這些看似不可能的任務。

评分☆☆☆☆☆

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嚮，常常覺得那些公式跟模型都離我好遙遠。但是，這本書的齣現，真的讓我在學習的路上找到瞭方嚮。它收錄的題目涵蓋範圍很廣，從基本的PN接麵到複雜的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，不會隻是重複課本的例題，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☆☆☆☆☆

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特性麯線、PN接麵崩潰機製這類題目，常常是看著解答，然後「嗯？為什麼是這樣？」然後就卡住瞭。這本書的優點在於，它不是那種隻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。我最喜歡它裡麵有「常見錯誤提醒」的單元，常常我做錯的點，它都幫我列齣來瞭，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，讓我覺得這本書不隻是在教你怎麼算，更是在教你怎麼「思考」。

评分☆☆☆☆☆

我對這本《固態電子習題解析》的評價，隻能說是「驚豔」！身為一個在固態電子學這門課上奮鬥瞭好幾年的「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，在於它不隻給齣「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，像是結閤圖解、數學推導，甚至是一些輔助性的錶格，讓你從不同的麵嚮去理解問題。我特別喜歡它在某些題目後麵，會額外補充一些相關的背景知識，或者是延伸性的討論，這讓我不僅學會瞭解題，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，書裡不隻給瞭解決方案，還順帶解釋瞭不同漏電流機製的物理成因，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。