ChemNet
 
Химический факультет МГУ

Книги сотрудников факультета

Д.Ю. Пущаровский

Структура и свойства кристаллов

М.: ГЕОС, 2022. 260 с.
ISBN 978-5-89118-855-6

В учебнике рассматриваются вопросы, связанные со структурной обусловленностью и интерпретацией физических свойств кристаллов: морфологии, окраски, люминесценции, лазерных, оптических, магнитных, сегнетоэлектрических, полупроводниковых и ионнопроводящих. Вводные части каждой главы содержат краткое изложение истории изучения и основные современные положения, используемые в физике и химии твердого тела для понимания особенностей соответствующего свойства. Среди них – элементы апериодической кристаллографии и ее связи с морфологическими особенностями кристаллов, зонной теории, теории кристаллического поля и молекулярных орбиталей, интерпретации вынужденных электронных переходов в лазерах, анизотропии поляризуемости, связи плотности с показателями преломления. Даны представления о природе магнетизма и магнитной симметрии, о сегнетоэлектриках в нелинейной оптике и мультиферроиках, о применении полупроводников и электридов в оптоэлектронике, об основных структурных предпосылках для ионной проводимости в кристаллах и их применении в катодных батареях. Учебник содержит описание основных структурных типов, характеризующих кристаллы с технологически важными свойствами.

Для студентов и аспирантов геологических и химических вузов, для специалистов в области кристаллографии, минералогии, петрологии, наук о материалах и смежных дисциплин.


Полный текст книги в формате PDF



ОГЛАВЛЕНИЕ

   ПРЕДИСЛОВИЕ    5
   ОТ РЕДАКТОРА ПЕРВОГО ИЗДАНИЯ    7
   ВВЕДЕНИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ    8
Глава 1. ОГРАНКА КРИСТАЛЛОВ 10
   Представления о внешней и внутренней структуре кристаллов в эпоху ранней кристаллографии    10
   Изучение огранки минералов с использованием моделей их кристаллов    15
   Идеи о связи огранки и структуры кристаллов после открытия дифракции рентгеновских лучей    17
   Апериодическая кристаллография, морфология и реальные структуры минералов    32
   Загадочная огранка калаверита Au1-xAgxTe2    33
   Элементы апериодической кристаллографии    36
   Соразмерная модуляция в структурах кристаллов    37
   Особенности структур и свойства квазикристаллов    39
   Дифракционные картины структур с несоразмерной модуляцией    44
   Типы модуляции    45
   Интерпретация дифракционных картин несоразмерно-модулированных кристаллов    48
   Положения атомов в реальном пространстве и суперпространстве    49
Глава 2. ОКРАСКА И СТРУКТУРА МИНЕРАЛОВ 52
   Главные периоды в изучении окраски минералов    55
   Зонная теория и окраска минералов    61
   Окраска минералов и теория кристаллического поля    68
   Окраска минералов, связанная со структурными нарушениями    78
   Теория молекулярных орбиталей и окраска минералов    83
   Электронные переходы между катионами металла    85
   Электронные переходы между катионами металла и анионами    87
   Электронные переходы между атомами неметаллов    88
Глава 3. ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ КРИСТАЛЛОВ 92
   Люминесценция для диагностики минералов (шеелит, флюорит, рубин, алмаз) и оценки их качества    93
   Структурные предпосылки для возникновения люминесценции    97
   Интерпретация люминесценции в рамках зонной теории    98
   Люминесценция в рамках теории кристаллического поля    101
   Люминесценция в рамках теории молекулярных орбиталей    105
   Применение люминесцирующих кристаллов    106
   Монокристальные сцинтилляторы    107
Глава 4. ЛАЗЕРНЫЕ КРИСТАЛЛЫ 112
   Принцип устройства лазера    113
   Основные типы лазеров    117
   Твердотельные лазеры    118
   Газовые лазеры    124
   Полупроводниковые лазеры    127
   Лазерные светодиоды и оптическая накачка    129
   Применение ИК-лазеров в волоконных линиях связи    131
   Лазерные кристаллы в аналитических установках на борту космических аппаратов    134
Глава 5. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ 139
   Поляризованный свет    139
   Показатель преломления    140
   Двупреломление кристаллов    141
   Оптическая индикатриса    142
   Оптическая дисперсия    144
   Связь поляризуемости атомов с показателем преломления    145
   Анизотропия поляризуемости    148
   Влияние структурных особенностей на оптические свойства    149
   Оптические свойства твердых растворов    154
   Плотность и показатель преломления    155
   Блеск минералов    157
Глава 6. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ 159
   Магнитные моменты электрона и атома    160
   Диамагнетизм    163
   Парамагнетизм    164
   Магнитная восприимчивость    165
   Ферромагнетизм    168
   Антиферромагнетизм    173
   Ферримагнетизм    175
   Некоторые минералы, иллюстрирующие связь магнитных свойств и структуры    178
   Магнитокалорический эффект    180
   Квантовые спиновые жидкости    182
   Магнитная симметрия    185
Глава 7. СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ 188
   Диэлектрическая проницаемость и диэлектрическая восприимчивость    189
   Электрическая поляризация диэлектриков    189
   Пьезоэффект и электрострикция    190
   Кварц и лангасит La3Ga5SiO14 как генераторы ультразвуковых колебаний    193
   Пироэлектрики и сегнетоэлектрики    195
   Точечные группы и доменное строение сегнетоэлектриков    197
   Упорядочение водородных связей в кристаллах сегнетоэлектриков    201
   Сегнетоэлектрики с октаэдрическими каркасами    206
   Сегнетоэлектрики в нелинейной оптике    208
   Мультиферроики    213
Глава 8. СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВА ПОЛУПРОВОДНИКОВ 218
   Проводимость полупроводников    219
   Эффект Холла или как определяют тип проводимости полупроводника    221
   Полупроводниковые материалы в солнечных батареях    222
   Тонкослойные ячейки, применяемые в солнечных батареях    223
   Слоистые гибридные структуры    224
   Полупрводники и электриды    227
   Неорганические электриды    228
   Двумерные электриды    229
   Применение электридов в оптоэлектронике    230
Глава 9. ИОННЫЕ ПРОВОДНИКИ ИЛИ ТВЕРДЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ 233
   Основные структурные предпосылки для ионной проводимости    233
   Ионные проводники со структурным типом NASICON    236
   Перемещение ионов в структурах проводящих кристаллов    238
   Минералы и минералоподобные соединения с перспективами применения в металл-ионных батареях    240
   Катодные материалы в Li-ионных батареях    242
   Энергоемкость катодных батарей    244
   ЗАКЛЮЧЕНИЕ    246
   ЛИТЕРАТУРА    248

Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается  копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору