Metallic Multilayers and Their Applications pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Fernando, Gayanath

出品人:

页数:266

译者:

出版时间:2008-4

价格:$ 220.35

装帧:

isbn号码:9780444517036

丛书系列:

图书标签:

Metallic Multilayers
Thin Films
Materials Science
Nanotechnology
Surface Engineering
Optics
Magnetism
Semiconductors
Coatings
Physics of Materials

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具体描述

Thin Metallic multilayer films have become an important part in today's computer technology. The giant magnetoresistance (GMR) effect, which plays a central role here, was discovered in the late 1980s. This can be essentially described as the effect of a magnetic field on the electron transport leading to significant changes in the resistance. Other aspects of multilayers systems, such as stability, growth, confinement are also addressed. Theoretical and experimental methods used in such work are described in some detail, with special emphasis on density functional and spin density functional theories.Magnetic anisotropy in thin films is also discussed in this work, while addressing unresolved issues and new results from exchange-bias experiments. This work discusses: the GMR effect; what makes multilayers interesting and useful; and, what are the latest discoveries in this field. It offers: simple insights in to the physics behind multilayers; novel concepts at small length scales; and, theoretical and experimental background.

精炼与功能：现代材料科学的基石本书深入探讨了凝聚态物理学的前沿领域——功能性晶体材料的设计、合成与性能表征。聚焦于那些因其独特原子排列和电子结构而展现出宏观尺度下非凡特性的晶体系统，本书旨在为材料科学家、固态物理学家以及高级工程技术人员提供一个全面、深入且具有实践指导意义的参考框架。第一部分：理论基础与微观结构本章首先奠定了理解复杂晶体材料所需的基础理论。我们从固体能带理论的完善和修正入手，特别关注了低维结构中的量子限域效应。重点分析了晶格振动对材料热力学和电学性质的影响，深入探讨了声子谱的精确计算方法，以及如何通过晶格畸变调控材料的介电响应。随后，本书转向结构确定性的关键技术。详细介绍了高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）在原子尺度成像方面的最新进展，包括环形暗场成像（ADF）和球差校正技术在揭示晶界、位错等缺陷结构中的应用。此外，同步辐射X射线衍射（XRD）在分析晶体结构中的短程和长程有序性方面的应用也被详尽阐述，涵盖了原位（in-situ）高压和高温实验方法。第二部分：新型功能晶体的设计与合成本部分是全书的核心，着重介绍了几类具有突出功能特性的新兴晶体材料的制备策略。 1. 拓扑绝缘体（TIs）的合成控制：深入剖析了二维拓扑材料，如Bi$_{2}$Se$_{3}$族系，其薄膜生长过程中的元素化学计量比对表面态的严格控制。讨论了分子束外延（MBE）和化学气相沉积（CVD）在实现高质量、大面积晶圆制备上的优劣势。特别关注了如何通过表面修饰和掺杂来稳定拓扑表面态，并抑制体态导电性。 2. 铁电与压电性陶瓷的微观调控：探讨了钙钛矿结构材料（如PZT, BNT）的性能提升。重点在于畴壁动力学的研究，以及如何利用电场极化来重构材料的微观结构。书中详述了溶胶-凝胶法和固相反应法在控制颗粒形貌和晶粒尺寸上的精细化操作，以及这些操作如何影响宏观的压电常数（d$_{ij}$）和剩余极化强度（P$_{r}$）。 3. 氧化物半导体与界面物理：聚焦于过渡金属氧化物，如SrTiO$_{3}$和LaAlO$_{3}$/SrTiO$_{3}$界面。详细分析了LaAlO$_{3}$/SrTiO$_{3}$异质结中“电子气”的产生机制，涉及极性不匹配和界面重建的理论模型。书中提供了制备具有可调谐载流子浓度和高迁移率异质结的实验指南。第三部分：性能表征与器件集成本部分将理论与应用桥接，重点讨论如何精确测量和利用这些晶体材料的独特性能。 1. 磁电耦合效应的测量技术：阐述了测量磁电系数（$alpha_{ME}$）的动态和静态方法，包括交流磁场驱动下的电学响应和磁致伸缩-压电耦合的量化。研究了新型多铁性材料（如铋铁氧体BiFeO$_{3}$）在室温下实现强耦合的可能性。 2. 光电转换与载流子输运：详尽分析了光电导和光伏效应在新型晶体中的增强机制。讨论了时间分辨光电子能谱（TRPES）在跟踪超快载流子弛豫过程中的关键作用。在输运测量方面，系统介绍了霍尔效应和Seebeck系数的精密测量技术，用于分离电子和空穴的贡献，并评估材料的热电优值（ZT）。 3. 高温超导体的临界性能分析：尽管本书不聚焦于超导体的多层结构，但深入分析了高温铜氧化物超导体（如YBCO）的输运机制和电流密度限制因素。重点讨论了磁通钉扎现象，以及如何通过引入纳米级第二相粒子来提高材料的临界电流密度（J$_{c}$），这对于实际应用中的磁体设计至关重要。结论与展望：本书最后总结了当前功能晶体材料研究面临的挑战，包括缺陷工程的精确化、界面效应的普适性理论构建以及从实验室到大规模生产的工程化瓶颈。展望了人工智能辅助材料筛选和机器学习在晶体结构-性能预测中的应用前景，旨在推动下一代信息、能源和传感技术的突破。