第1章概論 引言與導(dǎo)讀 001 本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 001 1.1功能材料的發(fā)展歷程 002 1.2功能材料的定義與特點 003 1.2.1功能材料的定義 003 1.2.2功能材料的特點 003 1.2.3功能材料與結(jié)構(gòu)材料的區(qū)別 004 1.3功能材料的分類 004 1.3.1根據(jù)性能表現(xiàn)分類 004 1.3.2根據(jù)應(yīng)用場合分類 005 1.3.3根據(jù)功能實現(xiàn)過程分類 005 1.4功能材料的功能起源 005 1.4.1電學(xué)材料——電子的定向運動 005 1.4.2磁性材料——電子的旋轉(zhuǎn)運動 006 1.4.3光學(xué)材料——電子的躍遷運動 006 1.4.4新能源材料——電子的遷移與存儲 007 1.4.5功能轉(zhuǎn)換材料——電子運動方式的轉(zhuǎn)變 007 習(xí)題 008 參考文獻 008 第2章功能材料電子理論 引言與導(dǎo)讀 009 本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 009 2.1孤立原子的電子結(jié)構(gòu) 009 2.1.1波粒二象性與波函數(shù) 009 2.1.2薛定諤方程——微觀粒子的運動規(guī)律 010 2.1.3氫原子的電子結(jié)構(gòu) 010 2.1.4四個量子數(shù)（n、l、m、ms） 012 2.1.5原子中電子的排布規(guī)律與躍遷 012 2.2固體能帶理論 013 2.2.1布洛赫定理與能帶理論的基本思想 013 2.2.2能帶形成的定性理解 020 2.2.3能帶中電子的排布 021 2.2.4能帶理論的常用術(shù)語 022 2.2.5金屬、半導(dǎo)體和絕緣體的能帶特征 022 2.3材料功能的電子起源 022 2.3.1電子的定向運動——導(dǎo)電性——導(dǎo)電材料 022 2.3.2電子的自旋和軌道運動——磁性——磁性材料 023 2.3.3電子的帶間躍遷——光學(xué)特性——發(fā)光材料 024 2.3.4電子的遷移與存儲——電化學(xué)特性——新能源材料 025 2.3.5外場對電子運動的影響——功能轉(zhuǎn)換——功能轉(zhuǎn)換材料 025 習(xí)題 026 參考文獻 027 第3章導(dǎo)電材料 引言與導(dǎo)讀 028 本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 028 3.1電性能的起源——電子的定向運動 028 3.2金屬導(dǎo)電材料 028 3.2.1金屬的能帶結(jié)構(gòu)、金屬鍵及特點 028 3.2.2金屬的電阻率 031 3.2.3功能性金屬導(dǎo)電材料及其應(yīng)用 033 3.3無機半導(dǎo)體材料 037 3.3.1半導(dǎo)體的能帶，本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體 037 3.3.2半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電機制 040 3.3.3半導(dǎo)體p�瞡結(jié)材料及器件 046 3.4介電材料 049 3.4.1介電材料的能帶結(jié)構(gòu) 049 3.4.2交變電場的介電材料 058 3.4.3介電材料的介電強度 061 3.4.4BaTiO3鐵電晶體 068 3.5超導(dǎo)材料 069 3.5.1超導(dǎo)現(xiàn)象及性質(zhì) 069 3.5.2超導(dǎo)理論 073 3.5.3超導(dǎo)材料的分類與應(yīng)用 076 3.6導(dǎo)電高分子材料 081 3.6.1導(dǎo)電高分子材料概論 081 3.6.2導(dǎo)電高分子的基本特征 081 3.6.3導(dǎo)電高分子的載流子 087 3.6.4導(dǎo)電高分子的摻雜導(dǎo)電機理 094 3.6.5導(dǎo)電高分子摻雜導(dǎo)電的雙向機制 097 輔助閱讀材料 100 習(xí)題 105 參考文獻 106 第4章磁性材料 引言與導(dǎo)讀 109 本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 109 4.1物質(zhì)的磁性起源 109 4.1.1原子磁性 109 4.1.2固體的磁性 111 4.2強磁性材料 126 4.2.1軟磁材料 126 4.2.2永磁材料 138 4.3功能磁性材料 143 4.3.1磁記錄材料 143 4.3.2磁制冷材料 144 4.3.3磁致伸縮材料 144 4.3.4磁性液體 145 習(xí)題 146 參考文獻 146 第5章發(fā)光材料 引言與導(dǎo)讀 147 本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 147 5.1光吸收 147 5.1.1無機材料的光吸收 149 5.1.2有機材料的光吸收 152 5.2光發(fā)射過程 162 5.2.1無機材料光發(fā)射 162 5.2.2有機材料光發(fā)射過程 165 5.2.3有機分子激發(fā)態(tài)能量轉(zhuǎn)移 171 5.2.4發(fā)光性能參數(shù) 173 5.3無機熒光材料 176 5.3.1稀土發(fā)光材料 176 5.3.2上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料 183 5.3.3量子點發(fā)光材料 188 5.3.4長余輝發(fā)光材料 190 5.4有機發(fā)光材料 193 5.4.1有機小分子發(fā)光材料 193 5.4.2有機大分子發(fā)光材料 207 5.5激光原理與材料 211 5.5.1激光產(chǎn)生的原理 211 5.5.2無機激光材料 219 5.5.3摻稀土激活中心的激光晶體 222 5.5.4有機激光材料 226 習(xí)題 229 參考文獻 230 第6章新能源材料 引言與導(dǎo)讀 231 本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 231 6.1電子的分離與存儲 232 6.1.1電化學(xué)電池 232 6.1.2電催化過程 232 6.1.3光催化過程 233 6.2電化學(xué)電池材料 234 6.2.1電化學(xué)基礎(chǔ) 234 6.2.2電池性能關(guān)鍵指標(biāo) 235 6.2.3一次電池 238 6.2.4二次電池 243 6.2.5超級電容器 265 6.3電催化材料 269 6.3.1電催化理論 269 6.3.2電催化反應(yīng) 272 6.3.3電催化動力學(xué)參數(shù) 280 6.3.4影響電催化性能的因素 280 6.3.5電催化材料的應(yīng)用實例——燃料電池 281 6.4光催化材料 289 6.4.1光催化原理 289 6.4.2光催化水分解 293 習(xí)題 302 參考文獻 302 第7章功能轉(zhuǎn)換材料 引言與導(dǎo)讀 307 本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 307 7.1功能轉(zhuǎn)換材料概論 307 7.1.1功能轉(zhuǎn)換材料定義 307 7.1.2功能轉(zhuǎn)換材料分類 308 7.1.3功能轉(zhuǎn)換材料的應(yīng)用和今后發(fā)展 308 7.2太陽能電池材料 309 7.2.1第一代硅基太陽能電池材料 310 7.2.2第二代化合物薄膜太陽能電池材料 312 7.2.3第三代太陽能電池材料 313 7.3電致發(fā)光材料 322 7.3.1無機電致發(fā)光材料 322 7.3.2有機電致發(fā)光材料 328 7.3.3有機�矡o機雜化發(fā)光材料——鈣鈦礦電致發(fā)光材料 335 7.4壓電材料 338 7.4.1壓電材料理論 338 7.4.2典型壓電材料 343 7.5熱電材料 349 7.5.1熱電轉(zhuǎn)換原理 349 7.5.2典型熱電材料 352 習(xí)題 357 參考文獻 357