| 1 序論 |
| 1.1 入門的考察 －金属導体中の電気伝導 1 |
| 1.2 電子の波動性 9 |
| 2 1次元の井戸型ポテンシャルによる考察 |
| 2.1 「模型」の概念 14 |
| 2.2 ガス模型 16 |
| 2.3 孤立原子内の電子と固体内の電子 －エネルギー準位とエネルギーバンド－ 18 |
| 2.4 自由電子の運動エネルギー 24 |
| 2.5 1次元の無限に深い井戸型ポテンシャル －最も簡単な波動力学的模型－ 25 |
| 2.6 井戸型ポテンシャル模型の長所と限界 29 |
| 3 フェルミ球 |
| 3.1 数学的準備（周期関数） 31 |
| 3.2 ボルン‐フォン・カウフマンの考え方 35 |
| 3.3 斜めに通過する電子 40 |
| 3.4 フェルミ球とフェルミ準位 44 |
| 3.5 D(E)曲線とフェルミ関数 47 |
| 3.6 フェルミ球による考察と実験結果の対応 50 |
| 3.7 良導体，絶縁体，半導体 51 |
| 4 自由電子の熱的性質 |
| 4.1 フェルミ統計 56 |
| 4.2 金属からの熱電子放射 60 |
| 4.3 放出される電子数の積算 66 |
| 4.4 リチャードソン‐ダッシュマンの式 69 |
| 5 シュレーディンガー方程式とその初歩的応用 |
| 5.1 数学的準備（偏微分と演算子） 74 |
| 5.2 古典的波動方程式 76 |
| 5.3 シュレーディンガーの波動方程式と井戸型ポテンシャル 79 |
| 5.4 定在波と進行波，実関数と複素関数 83 |
| 5.5 有限の高さのポテンシャル階段とトンネル効果 83 |
| 5.6 水素原子における電子の波動関数 88 |
| 6 周期場中での電子の波動関数（ブロッホ関数） |
| 6.1 井戸型ポテンシャルと周期場型ポテンシャル 92 |
| 6.2 1次元環状結晶における波動関数 98 |
| 6.3 ブロッホ関数 105 |
| 7 周期場中の電子に関するシュレーディンガー方程式の解 |
| 7.1 数学的準備（フーリエ展開） 107 |
| 7.2 ポテンシャル場と波動関数の展開 110 |
| 7.3 シュレーディンガー方程式へのV(x)とψk(x)の代入 113 |
| 7.4 周期場における波数ベクトルとエネルギー 116 |
| 8 理想的な1次元結晶と2次元結晶でのブリルアンゾーン |
| 8.1 環状1次元結晶による電子波の反射 125 |
| 8.2 理想的な2価原子による1次元環状結晶 130 |
| 8.3 理想的な2次元結晶におけるB.Z.（ブリルアンゾーン） 132 |
| 9 ブリルアンゾーン（B.Z.)と等エネルギー面 |
| 9.1 理想的な1価金属原子が形成する理想的な2次元結晶における ”フェルミ面” 141 |
| 9.2 理想的な2価原子が作る理想的な2次元結晶における等エネルギー線 146 |
| 9.3 逆格子とウィグナー‐サイツの方法 149 |
| 9.4 理想的な3次元結晶におけるブリルアンゾーン(B.Z.)と1価金属原子の場合のフェル ミ面 153 |
| 9.5 理想的な3次元結晶におけるD(E)曲線 157 |
| 10 実在する金属への接近 |
| 10.1 単純立方格子結晶におけるE‐k曲線 163 |
| 10.2 面心立方格子結晶における第1B.Z. 164 |
| 10.3 体心立方格子結晶における第1B.Z. 166 |
| 10.4 アルミニウム（Al)のE‐k曲線 166 |
| 10.5 銅の場合のバンドの重なり 168 |
| 11 半導体のエネルギーバンド |
| 11.1 半導体の種類 171 |
| 11.2 ダイヤモンド型結晶の逆格子 173 |
| 11.3 炭素 (C)原子が形成するダイヤモンド型結晶 175 |
| 11.4 ゲルマニウム（Ge)とシリコン（Si)のエネルギーバンド 178 |
| 11.5 半導体におけるフェルミエネルギー 181 |
| 11.6 置換型不純物 183 |
| 11.7 ドナー準位とフェルミ準位 186 |
| 11.8 n型半導体とp型半導体 188 |
| 11.9 pn接合のエネルギーバンド図 193 |
| 11.10 pn接合を流れる電流 198 |
| 11.11 発光ダイオード 202 |
| 12 準位間の遷移 |
| 12.1 直交関数，線形性，摂動法 205 |
| 12.2 波動関数の性質の再確認 210 |
| 12.3 電子と電磁波との相互作用 213 |
| 12.4 双極子遷移 218 |
| 12.5 バンド間遷移による光吸収 220 |
| 索引 225 |
図書
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