量子力學(xué)是描述微觀物質(zhì)的理論，與相對(duì)論一起被認(rèn)為是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基本支柱。這一理論的發(fā)展不僅革命化地改變了人們對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其相互作用的理解，還科學(xué)地揭示了許多奇怪的變化規(guī)律，甚至準(zhǔn)確預(yù)言了很多無法用直覺想象出來的現(xiàn)象。量子力學(xué)是微電子專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)固體物理、半導(dǎo)體物理等課程的基礎(chǔ)，也是從事量子器件研究的基礎(chǔ)。因此，教師后續(xù)專業(yè)課程能否順利開展與學(xué)生對(duì)該課程的掌握程度密切相關(guān)。 基于作者長(zhǎng)期從事微電子專業(yè)量子力學(xué)課程教學(xué)的課堂經(jīng)驗(yàn)，我們編寫了這本適合微電子專業(yè)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)或研究參考的書籍。教師難講、學(xué)生難學(xué)是該課程長(zhǎng)期存在的教學(xué)問題究其原因，作者認(rèn)為可歸納為以下幾點(diǎn)： （1） 學(xué)習(xí)量子力學(xué)需先修多門數(shù)學(xué)課程，且有的內(nèi)容必須達(dá)到熟練應(yīng)用的程度。而實(shí)際情況是，學(xué)生知道其內(nèi)容而不能熟練應(yīng)用，這造成了量子力學(xué)中因數(shù)學(xué)問題而產(chǎn)生的教學(xué)難點(diǎn)。 （2） 量子力學(xué)中許多概念抽象、難于理解，如位置與動(dòng)量為何不能同時(shí)測(cè)定、表象理論如何理解、本征值問題的求解等。因此，老師與學(xué)生之間的互動(dòng)、學(xué)生之間的討論、課后學(xué)生的獨(dú)立思考這些環(huán)節(jié)愈發(fā)重要。特別是課后學(xué)生獨(dú)立思考這一環(huán)節(jié)，對(duì)教材提出了非常高的要求。 （3） 學(xué)以致用是學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)；反過來，應(yīng)用也可以使所學(xué)內(nèi)容更加扎實(shí)、深刻。例如，基于量子力學(xué)中的簡(jiǎn)并、非簡(jiǎn)并微擾理論及與時(shí)間相關(guān)的微擾理論（含時(shí)微擾理論），可分別推導(dǎo)獲得半導(dǎo)體物理中晶體Si價(jià)帶頂、導(dǎo)帶底E�瞜關(guān)系及載流子散射概率這三個(gè)重要的物理概念。而遺憾的是，常見量子力學(xué)和半導(dǎo)體物理均未對(duì)其予以細(xì)致推導(dǎo)，間接限制了學(xué)生對(duì)這些重要理論及其應(yīng)用的深刻理解。為此，本書針對(duì)目前量子力學(xué)教學(xué)面臨的問題，擬重點(diǎn)突破量子力學(xué)因數(shù)學(xué)問題而產(chǎn)生的教學(xué)難點(diǎn)，解決量子力學(xué)抽象概念具體化的學(xué)習(xí)難點(diǎn)，補(bǔ)充量子力學(xué)面向微電子應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容，旨在為微電子專業(yè)學(xué)生深刻理解量子力學(xué)的主要理論及其應(yīng)用提供重要的參考。 全書共四章 第一章為微粒二象性與狀態(tài)描述，揭示了微觀粒子的波粒二象性，建立了描述微觀粒子狀態(tài)隨時(shí)間變化的薛定諤方程； 第二章為薛定諤方程的簡(jiǎn)單應(yīng)用，以一維無限深勢(shì)阱、線性諧振子和氫原子問題為例，重點(diǎn)介紹了定態(tài)薛定諤方程的求解過程； 第三章為力學(xué)量的算符表示與表象理論，重點(diǎn)討論了量子力學(xué)的力學(xué)量與算符及其對(duì)應(yīng)本征值的本征函數(shù)的特點(diǎn)，以及如何將薛定諤波動(dòng)力學(xué)微分方程轉(zhuǎn)化為海森堡矩陣力學(xué)形式； 第四章為微擾理論及其應(yīng)用，包括非簡(jiǎn)并/簡(jiǎn)并微擾理論、含時(shí)微擾理論，以及半導(dǎo)體物理中晶體Si導(dǎo)帶、價(jià)帶結(jié)論和載流子散射概率解算中的應(yīng)用。 仍要補(bǔ)充說明的是，本書面向微電子專業(yè)學(xué)生，以引導(dǎo)學(xué)生量子力學(xué)入門、激發(fā)興趣為主。以工程思維解決理科問題，難免出現(xiàn)一些不嚴(yán)謹(jǐn)之處，例如本征值討論過程中未考慮連續(xù)譜的情況，讀者可以在日后高等量子力學(xué)的學(xué)習(xí)中補(bǔ)充強(qiáng)化。最后，感謝為本書的出版做出貢獻(xiàn)的老師和學(xué)生們。感謝趙新燕、包文濤、魏青、陳航宇、張潔對(duì)于本書的幫助，感謝課題組其他同學(xué)對(duì)于本書出版所做的努力。感謝西安電子科技大學(xué)出版社對(duì)本書出版的大力協(xié)助，我們十分高興和戚文艷編輯、張倩編輯一起工作，在此一并深表謝意。
宋建軍2018年10月5日