The Science of Hysteresis pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Academic Pr

作者:Bertotti, Giorgio (EDT)/ Mayergoyz, Isaak D. (EDT)

出品人:

页数:2160

译者:

出版时间:2005-10

价格:$ 598.90

装帧:HRD

isbn号码:9780124808744

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 材料科学
• 磁学
• 相变
• 非平衡态
• 复杂系统
• 统计物理
• 凝聚态物理
• 工程学
• 科学史

磁性记忆的迷宫：探索材料的滞后现象与信息存储的未来 一部关于凝聚态物理、材料科学与信息存储技术前沿的深度著作 本书《磁性记忆的迷宫》旨在为读者提供一个全面而深入的视角，探索物质世界中普遍存在却又极其复杂的“滞后现象”（Hysteresis），尤其关注其在新型功能材料设计与下一代信息存储技术开发中的核心作用。我们避免了对特定已出版书籍的直接讨论，而是聚焦于滞后现象背后的基本物理机制、其在不同材料体系中的表现形式、量化分析方法，以及如何利用这些特性来构建具有智能响应和高密度存储能力的器件。 第一部分：滞后现象的物理基础与数学描述 本卷深入探讨滞后现象的微观起源。我们将从统计物理学的角度出发，解析宏观可观测的滞后效应是如何由微观尺度的相互作用——如晶格缺陷、畴壁运动、自旋弛豫和量子隧穿效应——所驱动的。 第一章：相变与非平衡态动力学 滞后现象的本质在于系统的非平衡态响应。我们详细阐述了第一类和第二类相变中，驱动力与响应之间的相位延迟是如何产生的。重点分析了能量势垒（Energy Barriers）在锁定系统状态中的作用，以及当外部场（如磁场、电场或应力场）跨越临界阈值时，系统如何通过成核与生长机制实现状态跃迁。 第二章：模型的构建与数学工具 介绍描述滞后现象的经典与现代数学模型。这包括了宏观的唯象模型（如Preisach模型、Jiles-Atherton模型）的局限性与适用范围。随后，本书转向更具物理基础的基于朗之万动力学（Langevin Dynamics）和布朗运动（Brownian Motion）的模拟方法，探讨如何通过计算模拟来精确预测滞后回线的形状、宽度及其温度依赖性。我们详细推导了如何使用傅里叶分析和微分方程来量化滞后过程中的能量耗散率。 第二部分：滞后现象在功能材料中的具体体现 滞后并非局限于铁磁性材料。本书广泛涉猎多种材料体系，揭示滞后现象作为一种通用物理特性在不同尺度上的共性与差异。 第三章：铁电体与压电材料中的电滞 深入分析了室温铁电材料中电畴反转的机制。讨论了剩余极化（Remanent Polarization）的形成、矫顽电场（Coercive Field）的调控。特别关注了纳米尺度下铁电薄膜中电畴的尺寸效应和界面效应如何显著影响滞后曲线的方正度和疲劳特性。内容涉及铋锶钛（BST）和锆钛酸铅（PZT）体系的最新研究进展。 第四章：马氏体相变与智能合金 探讨了热弹性马氏体相变中的热滞后现象。分析了镍钛（NiTi）形状记忆合金中，回复温度（Asymmetry Temperature）与应力依赖性之间的复杂关系。本书区分了可恢复的弹性滞后与不可逆的塑性滞后，并介绍了利用滞后特性实现结构阻尼和能量吸收的应用潜力。 第五章：自旋电子学与巨磁阻效应的动态响应 聚焦于磁性材料在高速读写过程中的动态滞后。详细剖析了斯托勒尔斯基振荡（Stöhr–Ashman Oscillation）和自旋转移力矩（STT）驱动下的磁矩翻转过程。阐述了如何通过精心设计的层状结构来最小化翻转所需的能量和时间，这是开发高能效MRAM（磁随机存取存储器）的关键。 第三部分：利用滞后现象构建下一代存储与计算器件 本书的第三部分聚焦于将理论和材料科学的洞察转化为实际应用，特别是在信息存储和类脑计算领域。 第六章：新型非易失性存储器的设计原理 深入探讨了基于滞后效应的存储单元的优势。内容涵盖了铁电随机存取存储器（FeRAM）的线性位线写入方案、相变存储器（PCM）中硫系合金的快速结晶与非晶化过程中的滞后控制。重点分析了如何通过材料工程来优化存储窗口（Window Margin）和保持时间（Retention Time）。 第七章：随机性、噪声与存储可靠性 滞后过程中的随机热激活是限制存储设备可靠性的主要因素之一。本章系统评估了热激活对位点稳定性的影响，引入了蒙特卡洛模拟方法来预测特定温度下误读率（Soft Error Rate）。我们提出了一种基于多级滞后陷阱的编码方案，用以提高存储单元的抗干扰能力。 第八章：类脑计算中的模拟神经元 滞后现象是实现生物神经元突触可塑性和记忆功能的核心机制。本书详细介绍了如何利用铁电体或磁性隧道结（MTJ）的非线性滞后特性来模拟生物突触的尖峰依赖可塑性（STDP）。阐述了构建“忆阻器”（Memristor）网络，利用其电阻状态的滞后依赖性，实现高效的模式识别和联想记忆的架构设计。 第九章：先进表征技术与未来展望 最后，本书介绍了几种用于实时监测和解析滞后动态过程的尖端表征技术，包括超快时间分辨的泵浦-探测技术、同步辐射光下的磁学成像，以及高精度原子力显微镜（AFM）的电学模式。展望了利用拓扑绝缘体和新型二维材料中的奇异滞后效应，为量子计算和超低功耗电子学带来的革命性机遇。 本书面向物理学、材料科学、电子工程及计算机科学等领域的科研人员、工程师和高年级本科生/研究生。它不仅仅是对现有知识的梳理，更是一份面向未来、指导创新方向的路线图。通过掌握滞后现象的精髓，读者将能够更好地驾驭复杂物质系统的非线性行为，推动信息技术向前发展。

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