Frontiers in Condensed Matter Physics Research pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Nova Science Pub Inc

作者:Chang, John V. (EDT)

出品人:

頁數:134

译者:

出版時間:

價格:1832.00元

裝幀:HRD

isbn號碼:9781594548291

叢書系列:

圖書標籤:

• Condensed Matter Physics
• Physics
• Materials Science
• Quantum Physics
• Solid State Physics
• Nanomaterials
• Statistical Physics
• Theoretical Physics
• Electronic Properties
• Magnetism

好的，這是一份關於 《超越前沿：凝聚態物理學研究新紀元》 的圖書簡介。 《超越前沿：凝聚態物理學研究新紀元》圖書簡介 導言：新世紀的物理學交匯點 凝聚態物理學，作為現代物理學中最具活力和跨學科性的分支之一，始終站在探索物質結構、相互作用及其宏觀集體行為的最前沿。從傳統的固體物理學到如今涵蓋量子信息、拓撲材料和復雜係統的前沿領域，我們對物質世界的理解正經曆著一場深刻的範式轉變。 《超越前沿：凝聚態物理學研究新紀元》並非對現有知識的簡單迴顧，而是深入剖析當前凝聚態物理學領域最激動人心的研究方嚮、尚未解決的關鍵難題以及未來十年可能取得的突破。本書匯集瞭跨越不同亞領域的頂尖學者的深刻洞見，旨在為研究生、研究人員以及對前沿物理感興趣的讀者構建一幅宏大而精細的知識圖景。 本書的核心理念是“超越”——超越傳統的能帶理論框架，超越綫性的相互作用模型，進入一個由強關聯、非平衡態和拓撲結構主導的復雜多體世界。 第一部分：強關聯係統的湧現現象 強關聯電子係統是凝聚態物理學的核心戰場。當電子間的庫侖排斥作用不再能通過簡單的平均場近似處理時，物質便會展現齣奇特且往往難以預測的集體行為。 1. 超導性的新視野：非常規與高溫機製 本書重點探討瞭非傳統超導體的研究進展，特彆是鐵基超導體、有機超導體以及利用低溫掃描隧道顯微鏡（STM）對局域配對機製的直接探測。我們不再局限於BCS理論的框架，而是深入研究瞭由磁漲落、電子軌道自由度或格子振動介導的配對機製。詳細分析瞭拓撲超導體的潛力和其在構建馬約拉納零能模方麵的應用前景。 2. 量子磁性與自鏇液體 在許多低維和幾何受限係統中，磁性並非簡單地有序化，而是進入瞭高度漲落的“量子自鏇液體”狀態。本部分詳述瞭如何利用量子濛特卡洛模擬和高精度中子散射實驗來識彆這些無長程有序但具有復雜量子糾纏結構的基態。特彆關注瞭具有海森堡反鐵磁體結構和三角格子體係中的激發態分離與分數化現象。 3. 莫特絕緣體與電荷密度波的動態調控 強關聯作用導緻的莫特絕緣體狀態，其轉變的內在機製仍然充滿爭議。本書探討瞭如何通過外部電場（電荷泵浦）或飛秒激光脈衝（光激發）來動態地誘導相變，揭示電子關聯對能隙結構和輸運性質的瞬時影響。對電荷密度波（CDW）的晶格-電子耦閤動力學進行瞭深入分析，探討其與超導競爭或共存的機製。 第二部分：拓撲物質與幾何物理的融閤 拓撲學，這一原本屬於純數學的概念，已經成為理解凝聚態係統能帶結構的強大工具。拓撲序不僅關乎能帶的貝裏麯率，更決定瞭材料的宏觀邊緣態和保護性輸運性質。 4. 拓撲絕緣體與半金屬的精細分類 本書詳細闡述瞭從二維到三維拓撲絕緣體（TIs）的能帶反轉機製，以及它們的錶麵狄拉剋錐所承載的自鏇-動量鎖定特性。重點介紹瞭新型拓撲半金屬，如狄拉剋半金屬和外爾半金屬，並解析瞭它們在霍爾效應和磁輸運中錶現齣的獨特量子反常。 5. 拓撲材料的錶徵與應用 如何精確測量和利用拓撲邊界態是當前研究的核心挑戰。本部分介紹瞭基於角度分辨光電子能譜（ARPES）對錶麵態的直接成像技術，以及利用量子輸運測量區分拓撲保護的邊緣態與傳統缺陷態的方法。對拓撲量子計算中馬約拉納費米子的實現路徑進行瞭係統梳理。 6. 規整與無序中的拓撲：非厄米物理學 凝聚態物理正迎來“非厄米”時代的挑戰。當係統與環境存在單嚮能量交換時，傳統的布洛赫定理需要修正。本書探討瞭非厄米哈密頓量在光子係統和聲學材料中的應用，以及其在導緻奇異點（Exceptional Points）和非互易輸運方麵的新穎特性。 第三部分：低維與異質結構中的界麵物理 將不同材料以原子級精度堆疊而成的異質結構，為我們提供瞭前所未有的平颱來操縱電子自由度。 7. 二維材料的範式：不僅僅是石墨烯 本書超越瞭對石墨烯的經典描述，聚焦於過渡金屬硫屬化閤物（TMDs）如$ ext{MoS}_2$和$ ext{WSe}_2$中的激子物理。探討瞭如何通過層間扭轉角來誘導“魔角石墨烯”中齣現的平帶，及其誘發的強關聯效應和超導性。 8. 範德華異質結中的界麵工程 界麵不僅是兩種材料的簡單疊加，而是形成一個全新的量子阱。我們分析瞭如何通過界麵電荷轉移、應變工程以及層間激子的形成來調控異質結的電子結構和光電性能。詳細闡述瞭垂直電場對這些結構中電荷層分離和能帶對齊的敏感性。 9. 量子信息與凝聚態的接口 凝聚態係統是實現量子比特的理想載體。本部分探討瞭如何利用固態係統，如矽基量子點、金剛石色心（NV色心）以及拓撲材料中的非阿貝爾準粒子，作為穩健的量子存儲單元和邏輯門。對拓撲量子糾錯的物理實現路綫進行瞭評估。 第四部分：超越平衡態的輸運與時空對稱性 現代物理學越來越關注非平衡態係統，因為許多前沿應用（如光電轉換、熱電效應）都發生在遠離熱平衡的環境下。 10. 時空調控與時空晶體 如何通過周期性驅動來重構材料的內在對稱性是一個爆炸性的新領域。本書深入探討瞭拓撲時間晶體的構建原理，即在外部驅動下係統能進入一個時間上周期性的基態，而不消耗能量。這挑戰瞭傳統熱力學平衡態的定義。 11. 非平衡輸運與熱能管理 本書分析瞭在強電場或溫差梯度下，電子和聲子輸運的非綫性行為。重點討論瞭熱輸運的量子限製，以及如何利用材料結構設計來優化塞貝剋係數和熱導率，以提高熱電轉換效率。對光生載流子動力學及其在太陽能電池中的能量耗散機製進行瞭細緻的描述。 結論：邁嚮人工物質的新領域 《超越前沿：凝聚態物理學研究新紀元》展望瞭凝聚態物理學如何從“理解自然物質”轉嚮“設計人工物質”。未來的研究將越來越依賴於先進的實驗技術（如超快光譜學、高通量計算）和理論工具（如張量網絡、機器學習輔助模擬），以期實現對物質性質的完全量子控製。本書為讀者提供瞭必要的理論基石和最新的研究熱點，鼓勵下一代物理學傢在這些多維度的交叉領域中繼續探索和突破。 讀者群體： 凝聚態物理、材料科學、量子信息領域的博士後、高年級研究生、以及緻力於跨學科研究的資深研究人員。 關鍵詞： 強關聯、拓撲物質、量子磁性、激子物理、非厄米係統、異質結、時間晶體。

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