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第1章 固体晶体结构1

1.1 固体物理发展简介1

1.1.1 晶体的微观结构1

1.1.2 晶体中的电子运动2

1.2 晶体的结构3

1.2.1 空间点阵结构3

1.2.2 晶胞结构5

1.2.3 晶面和晶面间距5

1.3 倒易点阵和第一布里渊区6

1.3.1 倒易点阵6

1.3.2 第一布里渊区6

1.4 布洛赫定理8

1.5 密度泛函理论9

1.5.1 密度泛函理论简介9

1.5.2 密度泛函理论Thomas-Fermi模型11

1.5.3 Hohenberg-Kohn定理12

1.5.4 Kohn-Sham方程13

1.5.5 交换－相关泛函13

参考文献14

第2章 固体能带结构及性质16

2.1 固体能带的起源16

2.2 能带结构18

2.3 禁带宽度20

2.4 半导体导电类型22

2.5 Fermi能级24

2.6 有效质量28

2.7 态密度29

2.8 Mulliken布居36

2.8.1 Mulliken布居理论36

2.8.2 Mulliken电荷37

2.8.3 Mulliken重叠布居37

2.9 前线轨道38

参考文献40

第3章 硫化矿物晶体电子结构与可浮性42

3.1 硫化铜矿物晶体结构及电子性质42

3.1.1 常见硫化铜矿物晶体结构42

3.1.2 硫化铜矿物能带结构44

3.1.3 硫化铜矿物成键分析47

3.1.4 硫化铜矿物电子性质与可浮性51

3.1.5 费米能级52

3.1.6 前线轨道52

3.2 硫化铁矿物晶体结构及电子性质54

3.2.1 硫化铁矿物晶体结构及可浮性55

3.2.2 硫铁矿物能带结构57

3.2.3 硫铁矿自旋极化研究59

3.2.4 硫铁矿物成键分析59

3.2.5 键的Mulliken布居分析61

3.2.6 前线轨道61

3.3 硫化铅锑矿物晶体结构与电子性质62

3.3.1 脆硫锑铅矿浮选行为63

3.3.2 晶体结构的影响63

3.3.3 电子态密度66

3.3.4 前线轨道分析67

3.4 毒砂和黄铁矿晶体结构与电子性质69

3.4.1 毒砂和黄铁矿晶体结构70

3.4.2 毒砂和黄铁矿电子结构72

3.4.3 毒砂和黄铁矿的费米能量75

3.4.4 毒砂和黄铁矿的前线轨道76

3.5 单斜和六方磁黄铁矿晶体结构与电子性质78

3.5.1 晶体结构78

3.5.2 能带结构和态密度78

3.5.3 前线轨道81

3.6 硫化矿物间的伽伐尼作用83

3.6.1 伽伐尼作用原理83

3.6.2 伽伐尼作用对矿物浮选行为的影响84

3.6.3 伽伐尼作用的隧道效应86

3.6.4 伽伐尼作用对硫化矿物表面电荷的影响87

参考文献88

第4章 硫化矿物表面结构与电子性质93

4.1 表面电子态的发展93

4.1.1 起步时期93

4.1.2 全面发展时期94

4.1.3 成熟时期95

4.2 表面弛豫和表面态95

4.2.1 表面弛豫95

4.2.2 表面电子态96

4.2.3 层晶模型98

4.3 硫化矿物表面弛豫99

4.4 硫化矿物表面态能级102

4.5 表面电子态密度104

4.6 表面原子电荷分布107

4.7 表面结构对电子性质的影响111

4.8 表面原子反应活性表征112

4.8.1 前线轨道系数112

4.8.2 Fukui函数114

参考文献116

第5章 硫化矿物表面与浮选药剂分子的相互作用118

5.1 氧分子在方铅矿和黄铁矿表面的吸附118

5.1.1 表面层晶模型118

5.1.2 氧分子在黄铁矿和方铅矿表面的吸附构型119

5.1.3 表面原子电荷分析122

5.1.4 氧分子吸附对黄铁矿和方铅矿表面态的影响125

5.2 闪锌矿和黄铁矿表面铜活化129

5.2.1 闪锌矿铜活化模型和电子性质130

5.2.2 黄铁矿铜活化模型和电子性质132

5.3 黄药分子与方铅矿和黄铁矿表面的相互作用134

5.3.1 黄药分子在硫化矿物表面的吸附构型和相互作用135

5.3.2 氧分子吸附对矿物表面与黄药作用的影响138

5.3.3 双黄药的形成139

5.4 捕收剂分子与硫化矿物表面的选择性作用143

5.4.1 方铅矿（100）和黄铁矿（100）表面结构和电子性质143

5.4.2 捕收剂吸附的几何构型和电子密度145

5.4.3 电子态密度的分析147

5.4.4 捕收剂在方铅矿和黄铁矿表面的吸附热149

5.5 石灰和氢氧根与黄铁矿表面作用的电子结构151

5.5.1 氢氧根和羟基钙的吸附构型151

5.5.2 氢氧根和羟基钙对黄铁矿表面电荷的影响153

5.5.3 氢氧根和羟基钙与黄铁矿表面作用的态密度分析154

5.5.4 氢氧化钠和石灰抑制后黄铁矿的铜活化156

5.6 水分子对硫化矿物表面药剂分子吸附作用的影响157

5.6.1 水分子对捕收剂在闪锌矿表面吸附的影响157

5.6.2 水分子吸附对方铅矿表面吸附性能的影响160

5.6.3 水分子对铅锌分离捕收剂选择性作用的影响162

5.6.4 水分子吸附对矿物表面原子电子性质的影响163

参考文献166

第6章 晶格缺陷对硫化矿物半导体性质及可浮性的影响170

6.1 晶格杂质对硫化矿物可浮性的影响170

6.1.1 不同产地黄铁矿可浮性差异170

6.1.2 空位缺陷的影响172

6.1.3 晶格杂质的影响173

6.2 晶格缺陷对硫化矿物晶胞参数的影响176

6.3 晶格缺陷对硫化矿物带隙的影响179

6.4 晶格缺陷对硫化矿物前线轨道的影响181

6.4.1 杂质对前线轨道系数的影响181

6.4.2 晶格缺陷对前线轨道能量的影响184

6.5 晶格缺陷对硫化矿物表面性质的影响186

6.5.1 空位缺陷的影响186

6.5.2 晶格杂质的影响189

6.5.3 表面电子分布193

6.6 空位缺陷对硫化矿物表面吸附氧分子的影响195

6.6.1 空位缺陷对黄铁矿吸附氧的影响195

6.6.2 空位缺陷对闪锌矿吸附氧的影响198

6.7 杂质对方铅矿表面的能带结构与氧分子吸附的影响199

6.7.1 杂质对方铅矿能带结构的影响200

6.7.2 吸附能与吸附构型202

6.7.3 氧分子在含杂质方铅矿表面吸附的态密度分析203

6.7.4 含杂质方铅矿表面氧化的电化学行为205

6.8 含杂质闪锌矿的活化与捕收作用207

6.8.1 杂质对闪锌矿表面能带结构的影响207

6.8.2 杂质对闪锌矿浮选行为的影响209

6.8.3 黄药与含杂质闪锌矿表面的作用211

6.9 含杂质方铅矿与黄药作用的热动力学和电化学行为217

6.9.1 杂质对黄药与方铅矿作用吸附热的影响217

6.9.2 杂质对方铅矿半导体性质的影响218

6.9.3 杂质对方铅矿与黄药电化学反应的影响221

6.9.4 杂质对方铅矿表面黄药吸附动力学常数的影响224

参考文献227

附录1：晶体的空间群229

附录2：常见硫化矿物晶体的第一布里渊区232

附录3：常见元素的外层电子结构和原子半径237