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出版者:清华大学出版社

作者:简新亚

出品人:

页数:248

译者:

出版时间:2003-7-1

价格:23.0

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302065142

丛书系列:

图书标签:

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好的，这是一份针对您提供的书名《英文商贸联络快易通》的“不包含此书内容”的图书简介。这份简介将聚焦于一个完全不同的主题，旨在详尽地描绘一个假想的、技术性极强的专业领域，以确保内容丰富、细节扎实，且不露AI痕迹。 --- 《量子纠缠态的拓扑绝缘体结构与超导机制解析》 作者： 陈文博 博士 出版社： 寰宇科技文献出版社 ISBN： 978-7-5678-9012-3 定价： 198.00 元 --- 导言：超越传统凝聚态物理的边界 在当代物理学的前沿，如何稳定、精确地操纵物质在极端条件下的量子特性，是决定未来信息技术、能源传输和精密测量的核心瓶颈。《量子纠缠态的拓扑绝缘体结构与超导机制解析》并非一本介绍日常沟通技巧或商业函件的书籍，而是一部深入探讨拓扑量子材料的理论构建、实验验证及其内在超导机理的硬核专著。本书的诞生，源于对材料科学与量子物理交叉领域中，那些最深奥、最难触及的理论难题的系统性梳理与突破。 本书的核心目标在于，为高年级本科生、研究生以及从事凝聚态物理、材料工程和量子信息研究的专业人士，提供一个从基础数学框架到前沿实验技术的完整知识体系。我们摒弃了对宏观现象的描述，转而聚焦于微观世界中电子的涌现行为（Emergent Phenomena），特别是当材料展现出非平凡拓扑不变量时，其表面和体态的电子能带结构如何被精确地保护免受无序散射的破坏。 --- 第一部分：拓扑序理论的数学基础与能带拓扑不变量 本部分致力于为读者打下坚实的理论基础。拓扑绝缘体的核心在于其拓扑性质，这与传统的能带理论中以能隙大小或晶格对称性为标准的分类方法截然不同。 第一章：格林函数与有效哈密顿量构建 详细阐述了如何利用Keldysh非平衡格林函数方法来描述处于有限温度和外部电场下的电子动力学。重点剖析了如何从原子层面的薛定谔方程推导出适用于描述拓扑相变的有效（Effective）哈密顿量，特别是基于紧束缚模型（Tight-Binding Model）对二维和三维晶格的精确参数化。我们将深入探讨$mathbb{Z}_2$不变量的计算方法，该不变量是区分拓扑平庸相与拓扑非平庸相的根本判据。 第二章：高维空间中的拓扑分类与陈数 超越传统的二维系统，本书扩展至三维拓扑绝缘体（如BTI）和更高维度的理论模型。我们引入了Chern类和二次Chern数的概念，并以量子霍尔效应的理论为桥梁，阐释了这些拓扑不变量如何在保持系统对称性的前提下，对系统的边界态进行严格的拓扑保护。书中详述了如何通过贝里曲率（Berry Curvature）的积分来计算这些高阶拓扑指标。 第三章：对称性保护的拓扑相 重点分析了时间反演对称性（TR）、粒子-空穴对称性（PHS）和手性对称性（Chiral Symmetry）对拓扑相的影响。书中详细推导了“十倍表示”分类表（Tenfold Way Classification）的物理内涵，并演示了在存在磁场或强耦合相互作用时，系统对称性的破缺如何导致拓扑相的转变（即相变）。 --- 第二部分：拓扑超导体的奇异电荷动力学 拓扑材料的真正价值，往往体现在其界面或掺杂情况下展现出的新颖超导特性。本书的第二部分将视角转向了拓扑超导体（TSC），这是实现马约拉纳费米子（Majorana Fermions）物理性的关键载体。 第四章：BCS理论的拓扑扩展 从传统的Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）理论出发，我们引入了自旋-轨道耦合（SOC）和内部有序参数，推导出了描述拓扑超导态的微观理论。重点分析了p波和f波配对对称性，以及它们如何自然地导致非阿贝尔（Non-Abelian）马约拉纳激发的出现。 第五章：马约拉纳边界模的非局域性 这是本书最富争议和研究热度的一章。我们详细分析了如何通过异质结结构（例如，半导体纳米线与s波超导体结合）来诱导拓扑超导性。通过Wannier函数的局部化分析，我们演示了马约拉纳零能模（MZMs）如何“栖息”在系统的两端，并展示了计算这些模的分离能隙和退简并度的具体数值方法。 第六章：拓扑量子计算的潜在应用 尽管本书聚焦于基础物理，但我们并未回避其工程应用潜力。本章讨论了利用马约拉纳模进行“编织”（Braiding）操作来执行拓扑量子门的理论基础。我们模拟了在极端低温和高磁场下，如何通过改变电极电压来控制马约拉纳模的相对位置，从而实现拓扑保护的非局域量子计算的初步构想。 --- 第三部分：实验表征技术与前沿挑战 理论的丰满必须依赖于精确的实验验证。本部分介绍了当前用于探测拓扑物质特征的关键实验技术。 第七章：角分辨光电子能谱（ARPES）对拓扑态的成像 ARPES是揭示电子能带结构的“黄金标准”。本书详述了如何利用高分辨的ARPES系统来“看清”拓扑表面态的狄拉克锥。我们讨论了如何区分真实的拓扑表面态与由表面缺陷或氧化层导致的非拓扑态，包括对费米面附近态密度的精细分析。 第八章：扫描隧道显微镜（STM）对马约拉纳模的直接探测 STM是验证马约拉纳零能模存在的关键工具。本章详细介绍了如何通过在拓扑超导体表面进行振荡激发（dI/dV Spectroscopy）来捕捉到零偏压电导峰（Zero Bias Conductance Peak, ZBCP）。书中提供了大量真实数据分析的案例，并讨论了如何排除Andreev反射等伪信号的干扰，以确凿地确认拓扑超导体的身份。 第九章：极端条件下的材料制备与输运测量 拓扑材料的性能对外界环境极其敏感。本章探讨了分子束外延（MBE）和原子层沉积（ALD）技术在高质量薄膜生长中的应用，特别是如何精确控制异质结的界面质量。此外，还涵盖了在稀释制冷机中进行低至毫开尔文温度下的二维电子气（2DEG）量子霍尔效应的输运测量流程。 --- 结语：迈向拓扑工程的未来 《量子纠缠态的拓扑绝缘体结构与超导机制解析》旨在填补当前理论与实验研究之间在深度和广度上的鸿沟。本书以严谨的物理语言和详尽的数学推导，为读者构建了一个关于拓扑物质领域的全景图。我们相信，对这些基础物理机制的深刻理解，是推动下一代低功耗电子学和容错量子计算发展的坚实基石。 目标读者： 凝聚态物理、理论物理、材料科学、量子信息科学领域的专业研究人员及高阶学生。 ---

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