纳电子学基础（国外经典教材·电子信息）

本书由美国威斯康星大学George W.Haanson教授编著，是一本较好的纳电子学方面的基础读物。本书从纳电子学的两大基础——量子力学和固体物理学入手，分析了量子阱、量子线、量子点、碳纳米管等纳米材料的电子结构，深入讨论了纳电子器件的两个基本概念——单电子现象和电导量子化，并介绍了纳电子学两个前沿课题——分子电子学和自旋电子学。本书的突出特点是内容简明扼要，论述条理清楚，既系统简述了作为纳电子学核心的原理和现象，也涵盖了必要的基础物理知识。
本书适合作为高年级本科生和低年级研究生系统学习纳电子学的基础教材，也可作为刚刚步入这一领域的研究人员的入门参考书。

第一部分 纳米尺度物理掌基础
第2章 经典粒子、经典波和量子粒子
2.2 量子力学的起源
关于量子理论的发展过程已经有很多精细的记述，这要部分感谢量子理论实际上是在距今比较近的20世纪初期形成的。简要地说，量子力学的形成源于19世纪末和20世纪初的一些无法用经典物理解释的实验。在这一章里，我们不会详细地论述量子理论的发展过程，不过我们将叙述几个导致量子理论形成的基本实验，特别是那些表明光和电子（实际上是所有物体）具有波粒二象性的实验。理解电子的波动性．即电子不是微小、坚硬和带电的小球，而是（也许不严格）局域化的能量束，对于理解纳电子学的基本原理是绝对必要的。
量子理论形成的关键在于19世纪90年代的一些实验，它们表明金属的比热和热的黑体辐射不能用经典热力学来解释。另外，在1887年赫兹（Heinrich Hertz）观测到后来被称为光电效应的现象。简要地说，如果光照到金属上，光携带的一部分能量可以传递给金属表面的电子，后者可能会具有足够的能量从金属中逃逸出来。经典电磁理论（在当时是一个相对比较新的学科)认为光是电磁波，而电磁波携带的能量只取决于它的振幅(或者说强度），与频率无关。因此，如果光确实是一种波动现象，实验应该显示光照激发的电子的能量随着光强的增强而变大。然而菲利普·雷纳德（Philipp Lenard）1902年的实验表明情况不是这样。尽管随着光强的增强更多的电子发射出来，但是每个发射电子的动能并没有改变。而当光的频率增加（也就是波长变短）时，能量更高的电子从金属表面发射出来。因此，发射电子的能量正比于入射光的频率而不是光的振幅。
此外，如果光是波，在金属开始被照射到开始有电子发射之间会有一个时间间隔，因为波是连续地传递能量给电子，应该需要一定的时问来积累足够的能量从而允许电子的逃逸。然而情况并非如此，有时金属刚刚被光照射就有电子的发射。显然经典物理在处理这一相互作用时存在一些问题。
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