Electronic Structure of Disordered Alloys, Surfaces and Interfaces pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Turek, Ilja (EDT)/ Drchal, Vaclav/ Kudrnovsky, Josef/ Sob, Mojmir/ Weinberger, Peter

出品人:

页数:336

译者:

出版时间:1996-12

价格:$ 344.65

装帧:HRD

isbn号码:9780792397984

丛书系列:

图书标签:

电子结构
无序合金
表面物理
界面物理
凝聚态物理
计算物理
第一性原理
密度泛函理论
材料科学
固态物理

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具体描述

At present, there is an increasing interest in the prediction of properties of classical and new materials such as substitutional alloys, their surfaces, and metallic or semiconductor multilayers. A detailed understanding based on a microscopic, parameter-free approach is thus of the utmost importance for future developments in solid state physics and materials science. The purpose of this book is to provide this understanding. Electronic Structure of Disordered Alloys, Surfaces and Interfaces consists of two major parts. The first explores the theoretical background while the second is devoted to applications. Researchers in solid state theory, surface science and computational materials research will benefit from the book's comprehensive treatment while graduate students will find this text a suitable introduction to these topics.

凝聚态物理前沿：结构、动力学与输运特性的理论研究图书主题：凝聚态物理系统中的多体相互作用、非周期性结构效应、以及宏观输运现象的微观机制。目标读者：理论物理、材料科学、凝聚态物理、化学物理等领域的研究人员、博士后、高年级研究生。 --- 第一部分：无序体系中的电子态与局域化现象章节 1：晶格缺陷与电子态的耦合本书首先系统探讨了晶格周期性被破坏（如点缺陷、位错、晶界）对电子能带结构产生的深刻影响。重点分析了随机势场模型（如玻恩-冯·卡门晶体中引入的缺陷项）在描述局域化效应中的适用性与局限性。详细阐述了安德森局域化理论的数学框架，从严格的薛定谔方程出发，推导了局域化长度的临界条件，并引入了高维（$d>3$）系统中的局域化行为的修正。讨论了电子-声子耦合在缺陷附近引起的电子态弛豫和极化子形成。章节 2：无序合金中的平均场理论与自洽方法针对合金体系，本书深入研究了无序平均场理论（Mean-Field Theory for Disordered Systems）。详细介绍了平均 $T$-矩阵近似 (ATA) 和广义拟周期晶体方法 (KKR-CPA) 在计算合金中电子态密度（DOS）和能带结构中的应用。这些方法着重于如何通过自洽地处理局域环境来构建有效的周期性模型。讨论了如何将这些方法扩展到非磁性无序体系，并分析了电子自旋轨道耦合（SOC）在重元素无序合金中引起的非磁性到磁性转变的微观图像。章节 3：拓扑绝缘体与非周期性边界条件本部分将目光转向新兴的拓扑物态。书中分析了在扭曲或受限几何结构（如纳米带、量子点阵列）中，拓扑不变量如何依赖于边界条件和缺陷的引入。详细考察了边界态的保护机制，特别是当系统存在空间反演对称性破缺时的边界能隙开放。对比了传统的基态能隙与拓扑平坦带之间的差异，并探讨了基于几何相位（Berry Phase）的输运特性，为设计基于缺陷的拓扑器件提供了理论基础。 --- 第二部分：界面与表面物理：电子结构与反应动力学章节 4：范德华异质结的界面电子结构本书的这一部分专注于具有明确界面的系统，特别是范德华异质结（vdW Heterostructures）。通过密度泛函理论（DFT）计算，详细分析了不同二维材料堆叠（如MoS$_2$/Graphene, hBN/TMDs）界面处产生的层间电荷转移和内建电场。阐述了如何精确计算vdW势能（如DFT-D3, vdW-DF方法）对能带错位（Band Alignment）的影响，以及这种错位如何决定界面的肖特基势垒高度和载流子分离效率。章节 5：表面重构与吸附原子动力学针对材料表面，本书探讨了表面重构（Surface Reconstruction）的驱动力及其对表面电子态的影响。利用昂贵哈密顿量（Tight-Binding Hamiltonians）对不同价态原子在表面吸附后的电子结构进行建模。重点分析了吸附位点对分子轨道（HOMO/LUMO）的影响，以及如何利用扫描隧道显微镜 (STM) 的结果来验证理论预测的表面态的能级和空间分布。章节 6：电子-声子耦合与非平衡态动力学在界面和表面体系中，载流子的弛豫过程至关重要。本章深入研究了电子-声子耦合（Electron-Phonon Coupling, EPC）在超快动力学中的作用。详细介绍了玻尔兹曼输运方程 (BTE) 在处理电子温度与晶格温度分离时的适用性，以及如何将非平衡态下的电子激发谱与拉曼散射谱联系起来。讨论了界面处由于声子散射截面突变引起的载流子寿命的显著变化，为理解光电转换效率提供了微观机制。 --- 第三部分：输运现象的微观理论：从量子到半经典章节 7：玻尔兹曼方程与半经典输运本书对传统的玻尔兹曼输运方程 (BTE) 进行了详尽的推导和应用。重点讨论了在低维和强磁场条件下，如何引入更精细的散射机制（如杂质、边界、电子-电子散射）来修正弛豫时间近似（RTA）。详细分析了磁阻效应（如霍尔效应、负磁阻）在非对称能带结构中的起源，并展示了如何通过计算费米面周围的群速度各向异性来解释宏观观测的输运系数。章节 8：量子输运：朗道能级与量子霍尔效应本章转向量子尺度的输运。详细阐述了二维电子气在强磁场下形成的朗道能级（Landau Levels）的性质，并结合Kubo公式，推导了量子霍尔电导率的精确表达式。讨论了非周期性势场（如边缘缺陷）如何导致朗道能级的“摇摆”（Tilting）和局域化，这是解释边缘态的输运特性的关键。此外，还探讨了Aharonov-Bohm效应在包含拓扑缺陷的环形结构中的表现。章节 9：电子热输运与自旋/电荷分离最后，本书关注热输运现象。分析了电子对热导率的贡献，特别是如何通过计算电子的魏德曼-弗朗兹定律的偏离来判断强电子-电子相互作用的影响。重点介绍了自旋热电效应（如自旋塞贝克效应）的理论框架，即利用自旋扩散方程来描述磁性材料中自旋流与热流的耦合。这部分内容强调了如何设计具有优异热电性能的材料，关键在于调控电子态密度在费米能级附近的形状以及声子散射的抑制。 --- 总结与展望：本书力求在多体理论的严谨性与实际材料问题的贴近性之间找到平衡。通过对周期性、无序性、界面效应的系统性分析，为读者理解复杂凝聚态系统中的电子行为、能量传递和电荷输运提供了坚实的理论工具箱。全书贯穿着从量子力学基本原理到宏观输运系数的逻辑链条。