納米尺度能量輸運和轉(zhuǎn)換：對電子、分子、聲子和光子的統(tǒng)一處理

第1章　緒論 1.1小尺度大作為 1.2溫度和熱量的經(jīng)典定義 1.3宏觀傳熱理論 1.3.1熱傳導 1.3.2熱對流 1.3.3熱輻射 1.3.4能量平衡 1.3.5局部平衡 1.3.6宏觀理論下的縮放趨勢 1.4熱載流子及其輸運的微觀描述 1.4.1熱載流子 1.4.2熱載流子的容許能級 1.4.3能量載流子的統(tǒng)計分布 1.4.4簡單動理學理論 1.4.5平均自由程 1.5微納尺度輸運現(xiàn)象 1.5.1經(jīng)典尺寸效應(yīng) 1.5.2量子尺寸效應(yīng) 1.5.3快速輸運現(xiàn)象 1.6本書的結(jié)構(gòu) 本章符號表 參考文獻 習題   第2章　物質(zhì)波和能量量子化 2.1波的基本特性 2.2物質(zhì)的波動性 2.2.1光的波粒二象性 2.2.2物質(zhì)波 2.2.3薛定諤方程 2.3薛定諤方程求解舉例 2.3.1自由粒子 2.3.2一維勢阱中的粒子 2.3.3電子自旋和泡利不相容原理 2.3.4諧振子 2.3.5剛性轉(zhuǎn)子 2.3.6氫原子的電子能級 2.4本章小結(jié) 本章符號表 參考文獻 習題   第3章　固體中的能態(tài) 3.1晶體結(jié)構(gòu) 3.1.1實空間晶格的描述 3.1.2實際晶體 3.1.3晶體結(jié)合勢 3.1.4倒易格子 3.2晶體中的電子能態(tài) 3.2.1一維周期勢能（克勒尼希?彭尼模型） 3.2.2實際晶體中電子能帶 3.3晶格振動和聲子 3.3.1一維單原子晶格鏈 3.3.2能量量子化和聲子 3.3.3一維雙原子和多原子晶格鏈 3.3.4三維晶體中的聲子 3.4態(tài)密度 3.4.1電子態(tài)密度 3.4.2聲子態(tài)密度 3.4.3光子態(tài)密度 3.4.4微分態(tài)密度和立體角 3.5人工結(jié)構(gòu)中的能級 3.5.1量子阱、量子線、量子點和碳納米管 3.5.2人工周期結(jié)構(gòu) 3.6本章小結(jié) 本章符號表 參考文獻 習題   第4章　統(tǒng)計熱力學與熱能儲存 4.1系綜和統(tǒng)計分布函數(shù) 4.1.1微正則系綜和熵 4.1.2正則系綜和巨正則系綜 4.1.3分子配分函數(shù) 4.1.4費米?狄拉克分布、玻色?愛因斯坦分布和玻爾茲曼分布 4.2內(nèi)能和比熱 4.2.1氣體 4.2.2晶體中的電子 4.2.3聲子 4.2.4光子 4.3內(nèi)能和比熱的尺寸效應(yīng) 4.4本章小結(jié) 本章符號表 參考文獻 習題   第5章　波的能量傳遞 5.1平面波 5.1.1平面電子波 5.1.2平面電磁波 5.1.3平面聲波 5.2平面波的界面反射和折射 5.2.1電子波 5.2.2電磁波 5.2.3聲波 5.2.4邊界熱阻 5.3波在薄膜中的傳播 5.3.1電磁波的傳播 5.3.2聲子和聲波 5.3.3電子波 5.4衰逝波和隧穿 5.4.1衰逝波 5.4.2隧穿 5.5納米結(jié)構(gòu)中的能量傳遞： 朗道爾公式 5.6由波過渡到粒子的描述 5.6.1波包和群速度 5.6.2相干性和過渡到粒子描述 5.7本章小結(jié) 本章符號表
參考文獻 習題   第6章　輸運過程的粒子描述： 經(jīng)典定律 6.1劉維爾方程與玻爾茲曼方程 6.1.1相空間和劉維爾方程 6.1.2玻爾茲曼方程 6.1.3能流強度 6.2載流子散射 6.2.1散射積分和弛豫時間近似 6.2.2聲子散射 6.2.3電子散射 6.2.4光子散射 6.2.5分子散射 6.3經(jīng)典本構(gòu)方程 6.3.1傅里葉定律與聲子熱導率 6.3.2牛頓剪切應(yīng)力定律 6.3.3歐姆定律與維德曼?弗蘭茲定律 6.3.4熱電效應(yīng)與昂薩格關(guān)系 6.3.5雙曲型熱傳導方程及其適用性 6.3.6局部平衡的含義及擴散理論的適用范圍 6.4守恒方程 6.4.1納維?斯托克斯方程 6.4.2電流體力學方程 6.4.3聲子流體力學方程組 6.5本章小結(jié) 本章符號表
參考文獻 習題   第7章　經(jīng)典尺寸效應(yīng) 7.1平行于邊界的電子與聲子傳導的尺寸效應(yīng) 7.1.1沿薄膜的導電 7.1.2沿薄膜的聲子導熱 7.2垂直于邊界的輸運 7.2.1兩平行平板間的熱輻射 7.2.2通過薄膜和超晶格的熱傳導 7.2.3在兩平行平板間稀薄氣體的導熱 7.2.4通過異質(zhì)結(jié)的電流 7.3稀薄泊肅葉流和克努森最小值 7.4在非平面結(jié)構(gòu)中的輸運 7.4.1同軸柱體和球體之間的熱輻射 7.4.2稀薄氣體流動及其對流 7.4.3聲子熱傳導 7.4.4多維輸運問題 7.5考慮擴散?透射邊界條件的擴散近似 7.5.1兩平行平板間熱輻射 7.5.2薄膜中的熱傳導 7.5.3穿過界面的電子輸運： 熱電子發(fā)射 7.5.4稀薄氣體流動的速度滑移 7.6彈道?擴散處理法 7.6.1熱輻射的改進的微分近似法 7.6.2聲子輸運的彈道?擴散方程 7.7本章小結(jié) 本章符號表 參考文獻 習題   第8章　能量轉(zhuǎn)化與耦合輸運過程 8.1載流子的散射、產(chǎn)生與復合 8.1.1電子?聲子間非平衡相互作用 8.1.2光子吸收與載流子激發(fā) 8.1.3激發(fā)態(tài)載流子的弛豫與復合 8.1.4再論玻爾茲曼方程 8.2無復合的非平衡電子?聲子耦合輸運過程 8.2.1短脈沖激光加熱金屬中的熱電子效應(yīng) 8.2.2半導體器件中的熱電子和熱聲子效應(yīng) 8.2.3能量轉(zhuǎn)換裝置中的冷聲子和熱聲子 8.3半導體中的能量交換和復合 8.3.1能量源項公式 8.3.2p?n結(jié)中的能量轉(zhuǎn)化 8.3.3半導體的熱輻射 8.4用于能量轉(zhuǎn)化的納米結(jié)構(gòu) 8.4.1熱電器件 8.4.2太陽能電池和熱光伏能量轉(zhuǎn)換 8.5本章小結(jié) 本章符號表 參考文獻 習題   第9章　液體及其界面 9．1體相液體及其輸運特性 9．1．1徑向分布函數(shù)和范德瓦耳斯狀態(tài)方程 9．1．2液體動理學理論 9．1．3布朗運動和朗之萬方程 9．2粒子及界面間的作用力和勢能 9．2．1分子間勢 9．2．2表面間范德瓦耳斯勢能及作用力 9．2．3界面處雙電層勢能及作用力 9．2．4分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的表面力和勢能 9．2．5表面張力 9．3單相流動和對流的尺寸效應(yīng) 9．3．1微、納通道的壓力驅(qū)動流和傳熱 9．3．2電動流動 9．4相變的尺寸效應(yīng) 9．4．1曲率對液滴的蒸汽壓的影響 9．4．2平衡態(tài)相變溫度的曲率效應(yīng) 9．4．3擴展到固體微粒 9．4．4表面張力的曲率效應(yīng) 9．5本章小結(jié) 本章符號表 參考文獻 習題   第10章　分子動力學模擬 10．1運動方程 10．2原子間勢能 10．3動力學模擬的統(tǒng)計基礎(chǔ) 10．3．1時間平均與系綜平均 10．3．2響應(yīng)函數(shù)和克拉默斯?克勒尼希關(guān)系 10．3．3線性響應(yīng)理論 10．3．4對內(nèi)部熱擾動的線性響應(yīng) 10.3.5熱力學和輸運特性的微觀表達 10.3.6恒溫系綜 10.4運動方程求解 10.4.1運動方程的數(shù)值積分 10.4.2初始條件 10.4.3周期性邊界條件 10.5熱輸運的分子動力學模擬 10.5.1平衡態(tài)分子動力學模擬 10.5.2非平衡態(tài)分子動力學模擬 10.5.3納米尺度下熱輸運的分子動力學模擬 10.6本章小結(jié) 本章符號表 參考文獻 習題   附錄A　均勻半導體
附錄B　半導體p?n結(jié)   索引 單位及其換算 物理常量   譯者后記