Strong Coulomb Correlations in Electronic Structure Calculations pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

出版者:CRC Pr I Llc

作者:Anisimov, Vladimir I. (EDT)

出品人:

頁數:317

译者:

出版時間:

價格:149.95

裝幀:HRD

isbn號碼:9789056991319

叢書系列:

圖書標籤:

• Strongly Correlated Systems
• Electronic Structure
• Many-Body Physics
• Density Functional Theory
• Dynamical Mean-Field Theory
• Quantum Chemistry
• Materials Science
• Computational Physics
• Correlation Effects
• Solid State Physics

凝聚態物理學前沿探索：新材料的電子結構與性質 本書深入探討瞭凝聚態物理學領域中，特彆是新型功能材料的電子結構、電子關聯效應以及由此衍生的宏觀物理性質。全書的重點聚焦於那些傳統單電子理論模型難以精確描述的復雜多體係統，旨在為計算物理學傢、材料科學傢以及固體物理研究人員提供一套全麵且深入的理論框架和先進的計算方法論。 第一部分：先進計算方法學基礎與挑戰 本部分構建瞭理解和模擬復雜電子係統的理論基石。我們首先迴顧瞭密度泛函理論（DFT）的最新發展，特彆是針對強關聯體係和具有顯著局域效應材料的改進泛函的構建。我們詳細討論瞭DFT+U、混閤泛函（如HSE06）以及元GGA泛函在描述半導體、過渡金屬氧化物和稀土材料方麵的適用性和局限性。 隨後，本書將重點介紹如何超越標準DFT框架來處理強關聯體係。我們對動態平均場理論（DMFT）及其與第一性原理計算的結閤（DFT+DMFT）進行瞭係統的闡述。這包括對DMFT求解器的深入分析，例如量子濛特卡洛（QMC）方法、精確對易子空間（ERS）和核重構算法。我們詳細分析瞭如何將DMFT應用於理解材料的金屬-絕緣體相變、電荷密度波（CDW）的形成以及莫特絕緣體的電子行為。 此外，我們還涵蓋瞭更先進的、用於處理高度激發態和瞬態現象的理論工具。這包括貝特-薩德波夫（Bethe-Salpeter Equation, BSE）在計算光學性質和激子效應中的應用，以及時間依賴性密度泛函理論（TD-DFT）在模擬光催化和光電子過程中的最新進展。對於半導體和分子體係，我們探討瞭GW近似在精確計算電子激發能和能帶結構方麵的優勢。 第二部分：新型功能材料的電子結構解析 本部分將理論工具應用於具體的材料體係，展示如何利用先進的計算來揭示新型功能材料的獨特物理性質。 2.1 拓撲材料的電子拓撲與邊緣態 我們投入瞭大量的篇幅研究拓撲材料，包括拓撲絕緣體、拓撲半金屬和拓撲超導體。書中詳細解釋瞭布洛赫能帶的拓撲不變量（如Chern數、$Z_2$不變量）的計算方法，並展示瞭如何通過對稱性保護機製來預測和區分不同的拓撲相。我們深入分析瞭狄拉剋點和外爾點在材料中的精確位置及其對輸運性質的影響。例如，我們展示瞭如何通過計算動量空間中的貝裏麯率來解釋霍爾效應的異常。此外，對於拓撲材料中的錶麵態和螺鏇邊緣態，我們利用規範場理論和邊界條件來描述其保護機製和非平庸的輸運特性。 2.2 2D材料與範德華異質結 二維（2D）材料，如石墨烯、過渡金屬二硫化物（TMDs）及其堆疊形成的範德華（vdW）異質結，因其獨特的層間耦閤和電子行為而成為研究熱點。本書詳細分析瞭vdW校正在精確描述層間作用力、確定層堆疊穩定性和能帶排列中的關鍵作用。我們利用準粒子方法來分析這些體係中的激子束縛能，並探討瞭在外加電場或應力作用下，異質結界麵電子結構如何發生可調控的變化，這對於開發新型光電器件至關重要。 2.3 鐵電體與多鐵性材料的計算設計 本章專注於具有電、磁、晶格耦閤效應的多鐵性材料。我們側重於描述電極化和磁序的相互作用。書中詳細介紹瞭如何利用極化依賴的密度泛函計算（如使用電極化相關的修正哈密頓量）來精確計算鐵電相變溫度和自發極化。對於磁性材料，我們探討瞭使用Hubbard模型和海森堡模型來處理局域磁矩，並展示瞭如何將這些模型與第一性原理計算結閤，以預測新穎的磁電耦閤現象。特彆關注瞭非共麵磁結構和反鐵電-鐵電轉變的計算模擬。 第三部分：極端條件下的電子行為與輸運模擬 本部分將研究的範圍擴展到材料在極端外部條件下的響應，這對於理解材料在實際應用環境中的性能至關重要。 3.1 高壓物理與超導電性 本書探討瞭在高靜水壓力下材料的相變和電子結構重構。我們利用高壓下的DFT計算來預測新的晶體結構，並關注壓力誘導的絕緣體到金屬的轉變。一個核心主題是高溫超導電性。我們詳細分析瞭基於電子-聲子耦閤的傳統BCS理論在高壓氫化物（如$H_3S$, $LaH_{10}$）中的成功應用，並展示瞭如何計算電子-聲子耦閤常數（$lambda$）以及超導臨界溫度（$T_c$）。 3.2 電子輸運性質的計算模擬 為瞭全麵理解材料的性能，精確計算宏觀輸運係數是不可或缺的。本部分介紹瞭基於玻爾茲曼輸運方程（BTE）的方法，用於計算熱導率、Seebeck係數和電導率。我們闡述瞭如何將從第一性原理計算得到的電子-聲子散射率、晶格振動（聲子譜）和費米麵信息輸入到BTE求解器中，從而獲得溫度依賴性的輸運性能。對於低維和無序體係，我們還討論瞭局域化和弱無序對輸運特性的影響。 3.3 缺陷工程與界麵效應 材料性能的定製化越來越依賴於對微觀缺陷和界麵的精確控製。我們係統地研究瞭點缺陷（空位、間隙原子、取代缺陷）和綫缺陷（位錯）對電子結構、能帶邊緣和載流子濃度的影響。在界麵部分，我們重點關注瞭異質結界麵的電荷轉移、能帶失配和界麵聲子散射，這些是設計高效率半導體結和晶體管的關鍵因素。 全書結構旨在提供一個從基本理論到前沿應用、涵蓋復雜多體效應的全麵指南，強調計算模型的可靠性、精確性與物理洞察力的結閤。

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆