Introduction to the Physics of Electrons in Solids

این کتاب درسی قصد دارد تا خوانندگان را قادر سازد تا جنبه‌های اساسی پدیده‌های ماکروسکوپی کوانتومی در جامدات را، عمدتاً از طریق تکنیک‌ها و نتایج تجربی مدرن، درک کنند. رویکرد کلاسیک الکترون مستقل برای توصیف ساختار الکترونیکی بر حسب باندهای انرژی به توضیح وقوع فلزات، عایق‌ها و نیمه‌رساناها کمک می‌کند. تاکید می شود که ابررسانایی و مغناطیس را تنها با در نظر گرفتن برهمکنش بین الکترون ها می توان درک کرد. متن مشاهدات تجربی را بازگو می‌کند که ویژگی‌های اصلی ابررساناها را آشکار کرده و برای ردیابی منشأ فیزیکی آن ضروری است. در حالی که مفاهیم اساسی زیر خط کشیده می شوند، بر مفاهیمی که برای توصیف کاربردهای فناوری پیشرفته، حال یا آینده نیاز است، نیز تاکید می شود. مجموعه مسائل شامل رویکردهای تجربی و ابزارهایی است که از درک عملی مواد و رفتار آنها پشتیبانی می کند.

ویژگی های کلیدی این کتاب درسی عبارتند از: - درمان مدرن ماده متراکم بر اساس مکانیسم های کوانتومی و روش های تحقیق رایج در مغناطیس و ابررسانایی - حالت های فلزی و عایق را از طریق رویکرد الکترونی مستقل به ساختار الکترونیکی و شکاف های نواری توضیح می دهد. - برجسته ترین پدیده های فیزیکی مرتبط با ابررسانایی را ارائه می دهد. - حالت های فلزی، عایق و مورد خاص گرافن را از طریق رویکرد الکترونی مستقل توضیح می دهد. - بر رفتار فیزیکی و کاربردهای فناوری پیشرفته تأکید می کند و در عین حال بر مشتقات ریاضی تأکید نمی کند. - یادگیری با شکل های غنی از محتوا، خلاصه های پایان فصل، تمرین ها و راه حل ها تقویت می شود. - در برنامه برجسته Ecole Polytechnique توسعه یافته و با کلاس آزمایش شده است.

This textbook sets out to enable readers to understand fundamental aspects underlying quantum macroscopic phenomena in solids, primarily through the modern experimental techniques and results. The classic independent-electrons approach for describing the electronic structure in terms of energy bands helps explain the occurrence of metals, insulators and semiconductors. It is underlined that superconductivity and magnetism can only be understood by taking into account the interactions between electrons. The text recounts the experimental observations that have revealed the main properties of the superconductors and were essential to track its physical origin. While fundamental concepts are underlined, those which are required to describe the high technology applications, present or future, are emphasized as well. Problem sets involve experimental approaches and tools which support a practical understanding of the materials and their behaviour.

Key features of this textbook are: - Modern treatment of condensed matter based on quantum mechanisms and research methods common to magnetism and superconductivity. - Explains metallic and insulating states via the independent-electron approach to electronic structure and band gaps. - Presents the most prominent physical phenomena associated with superconductivity. - Explains metallic, insulating states and the peculier case of graphene via the independent electron approach. - Emphasizes physical behavior and high-tech applications while deemphasizing mathematical derivations. - Learning reinforced by content-rich figures, chapter-end summaries, exercises and solutions. - Developed and class-tested in the eminent program of the Ecole Polytechnique.