Topological Insulators and Topological Superconductors pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Princeton University Press

作者:B. Andrei Bernevig

出品人:

页数:264

译者:

出版时间:2013-4-7

价格:USD 88.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780691151755

丛书系列:

图书标签:

• 拓扑绝缘体
• 凝聚态物理
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• 拓扑超导体
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《前沿量子材料：从零到一的探索》 本书旨在为初学者和对量子材料领域充满好奇的读者提供一个全面而深入的入门引导，涵盖了从基础概念到前沿应用的广泛内容。我们相信，理解量子世界的神奇现象，掌握新材料的特性，是解锁未来科技的关键。 第一章：量子世界的基石 本章将带领读者回顾量子力学的基本原理。我们将从波粒二象性、量子叠加和量子纠缠等核心概念出发，循序渐进地解释它们如何构成了我们理解微观世界的基石。我们将通过生动的类比和简化的数学模型，帮助读者建立直观的理解，为后续章节中更复杂的量子现象铺平道路。此外，本章还将简要介绍量子场论的基本思想，为理解多体量子系统提供必要的背景。 第二章：凝聚态物质的奇妙旅程 凝聚态物理是研究大量粒子集体行为的科学。在本章中，我们将探索固体材料的晶体结构、能带理论以及电子在周期性势场中的运动。我们将重点介绍绝缘体、导体和半导体等基本材料分类，并深入解析它们的电子行为差异。通过理解这些基本概念，读者将能更好地欣赏到各种新奇量子材料的出现是如何突破传统分类的。 第三章：超越经典：奇特的电子态 本章将聚焦于那些超越经典描述的奇特电子态。我们将介绍电子在某些材料中形成的集体激发，例如准粒子。我们将详细讲解电子-声子耦合、磁性相互作用以及电子-电子相互作用在塑造材料宏观性质中的重要作用。通过引入一些关键的物理量和概念，如局域化、无序以及长程有序，读者将能理解为何有些材料会表现出非同寻常的电学、磁学或光学特性。 第四章：拓扑学在物理学中的应用 “拓扑学”一词可能听起来有些抽象，但它却是理解许多前沿量子现象的钥匙。本章将以通俗易懂的方式介绍拓扑学的基本思想，如“不变量”的概念。我们将展示，即使材料发生连续形变，某些物理性质（例如“拓扑数”）也保持不变。通过一些简单的几何例子，读者将能够建立对拓扑概念的直观认识，并理解它如何被用来描述和分类物理系统。 第五章：声子：物质的振动与能量传递 除了电子，物质的振动——声子，在材料的许多性质中也扮演着至关重要的角色。本章将深入探讨声子的概念，包括其量子性质、能量量子化以及在热学、电学和光学现象中的作用。我们将讲解声子是如何影响材料的导热性、比热容以及电子-声子耦合的，这对于理解许多新材料的特性至关重要。 第六章：材料的创新：从理论到实验 本章将把前几章的理论知识应用于实际材料的探索。我们将介绍科学家们如何通过理论预测，并利用先进的实验技术来合成和表征新型量子材料。我们将重点关注一些具有代表性的材料体系，例如二维材料、强关联电子系统以及磁性材料，并介绍它们独特的物理性质和潜在应用。本章还将强调实验设计和数据分析的重要性，展示科学研究的完整过程。 第七章：量子计算的曙光 量子计算是当前科技领域最令人兴奋的研究方向之一。本章将概述量子计算的基本原理，包括量子比特、量子门和量子算法。我们将解释为什么量子计算机有望在某些特定问题上超越经典计算机，并讨论实现量子计算所面临的挑战，例如量子比特的退相干和纠错。本章还将简要介绍一些领先的量子计算平台和研究进展。 第八章：量子传感与精密测量 量子效应不仅能用于计算，还能为我们提供前所未有的测量精度。本章将探讨量子传感器的原理和应用。我们将介绍如何利用量子态的敏感性来测量磁场、电场、重力等物理量，并展示量子传感器在导航、医疗成像、地质勘探等领域的巨大潜力。本章还将讨论如何提高传感器的灵敏度、分辨率和稳定性。 第九章：新材料的未来展望 在本书的最后，我们将展望量子材料和相关领域的未来发展。我们将讨论当前研究中存在的未解之谜和未来的研究方向，例如如何设计和发现更多具有特定功能的量子材料。我们将探讨量子材料在能源、信息技术、生命科学等领域的潜在颠覆性应用，并鼓励读者积极参与到这场激动人心的科学探索中来。 本书的编写风格力求严谨而易懂，理论推导尽可能简化，并通过大量的图示和实例来帮助读者理解抽象的物理概念。我们希望通过本书，能够激发读者对量子世界的好奇心，为他们提供一个坚实的基础，以便他们能够独立地深入研究更专业的文献，并可能在未来的量子科技发展中扮演重要角色。

评分☆☆☆☆☆

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这本书的价值，在于它成功地跨越了不同物理分支之间的鸿沟。我发现，书中关于K理论和群上同调的应用部分，其讲解的清晰度甚至可以作为学习抽象代数在物理中应用的优秀案例。它没有回避这些数学工具的复杂性，而是巧妙地展示了它们在解决实际物理问题时的强大威力。这种跨学科的融合，使得读者不仅能理解物质的拓扑特性，还能领悟到数学结构本身的美感和力量。对于有志于探索新奇物态的实验物理学家来说，这本书提供的理论预测和分类框架，是设计下一代实验的坚实基石。它提供了一种看待物质、理解对称性、并预言新现象的全新哲学视角，这才是最宝贵的财富。

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这本被誉为“圣经”的著作，实实在在地为我们描绘了一幅前沿物理学宏伟的蓝图。我初次翻阅时，就被其深度和广度所震撼。它不仅仅是对特定物理现象的罗列，更像是一部系统性的理论构建史诗。作者以极其严谨的数学推导和精妙的物理直觉，将那些看似高深莫测的概念，如能带结构、时间反演对称性、手性、以及拓扑不变量，层层剥开，展现其内在的逻辑美感。特别是对于不同维度下拓扑性质的分类和跨越，那种一气呵成的论证过程，让人仿佛站在巨人的肩膀上，清晰地看到了整个理论体系的演进脉络。对于那些希望深入理解凝聚态物理核心理论框架的研究者来说，这本书无疑是不可多得的宝藏。它要求读者具备扎实的量子力学和固体物理基础，但只要你愿意投入时间，它所给予的回报是巨大的——一种对物质世界深层秩序的全新认知。

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这本书的排版和图示质量堪称一流，这在物理学专著中往往是难以兼顾的方面。清晰的能带图、布里渊区中的几何表示，以及关键的对称性群结构图，都极大地辅助了抽象概念的可视化。尤其是在讨论晶体对称性与拓扑边界态的关系时，那些精心绘制的低维投影图，简直是点睛之笔，让原本在脑海中难以构建的三维空间想象变得具体而实在。我注意到，作者在引用相关文献时也做了大量的斟酌，确保了理论的连贯性和历史脉络的准确性。它不仅仅是一本技术手册，更像是一部浓缩的学术史诗，记录了过去二十年间该领域如何从边缘走向中心舞台的辉煌历程。对于希望撰写综述或进行博士论文选题的学者而言，这本书提供的背景知识深度是无可替代的。

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我对这本书的结构编排给予高度赞扬，它展现了一种罕见的逻辑严谨性。全书并非简单地堆砌知识点，而是围绕“拓扑不变量如何保护边缘态”这一核心主线进行展开，层层递进，构建出一个清晰的知识金字塔。从最基础的二维系统开始，逐步引入时间反演、粒子空穴对称性，再到更高阶和更复杂的系统中如何定义和保护拓扑性质，整个过渡自然流畅，毫无跳跃感。这种结构设计，使得读者在学习新内容时，总能清晰地看到它与已学知识之间的联系，避免了“只见树木不见森林”的困境。相比于市面上其他侧重于实验观测或特定材料体系的专著，这本书的优势在于其无可匹敌的理论普适性和基础性，它提供了理解所有具体模型的通用语言。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，与其说是学习，不如说是一场智力上的探险。它的叙述风格非常独特，不同于传统教科书那种教科书式的、事无巨细的讲解。它更像是一位经验老到的物理学家在与你进行高水平的学术对话，充满了精炼的概括和对核心思想的精准把握。有些章节，比如关于高阶拓扑相的讨论，简直是神来之笔，它巧妙地将看似不相关的概念联系起来，揭示了统一的底层原理。我特别欣赏作者在引入新概念时所采取的策略，往往是先给出现象的物理图像，再迅速切入其数学本质，这种“物理-数学”交替推进的方式，极大地提高了理解效率。当然，对于初学者来说，可能需要反复咀嚼才能完全消化其中的精髓，但正是这种挑战性，使得最终的豁然开朗更具成就感。这本书的价值，在于它真正教会了你“如何思考”拓扑问题，而不是仅仅“知道”一些结论。

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So far the fastest and easiste material to study TI for beginners

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I buy one, as a fan of bernevig.

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The book is not proofread, way too many typos in equations and inconsistencies in sentences. It is obvious that the author (Bernevig!) didn't even spend the time to read it twice to double check for errors. This book shouldn't have been published because of poor editing. On the contents side, topics could have been arranged in a better way.