Advances in Atomic, Molecular, and Optical Physics, Volume 53 (Advances in Atomic, Molecular and Opt pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Academic Press

作者:Scully, Marian O. (EDT)/ Lin, C. C.

出品人:

页数:484

译者:

出版时间:2006-08-02

价格:USD 199.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780120038534

丛书系列:

图书标签:

• Atomic Physics
• Molecular Physics
• Optical Physics
• Quantum Physics
• Physics
• Spectroscopy
• Laser Physics
• Chemical Physics
• Atomic and Molecular Data
• Quantum Optics

凝聚态物理前沿进展：材料、结构与性能的跨尺度探究 一部聚焦于理解和调控物质宏观性能的微观机制的权威性综述 本书概要： 《凝聚态物理前沿进展：材料、结构与性能的跨尺度探究》汇集了全球顶尖研究团队在凝聚态物理核心领域的最新突破。本书超越了传统的单一尺度分析范式，深入探讨了从原子尺度的电子结构到材料宏观功能涌现的复杂关联。它以严格的理论框架为基础，辅以尖端的实验技术，旨在为研究人员、高级学生以及相关工业界的工程师提供一套全面的、跨越多个尺度的物理图像，用以指导新型功能材料的设计与优化。 本书结构严谨，分为四个核心部分，每一个部分都围绕一个当前凝聚态物理领域中最具挑战性和前沿性的主题展开。 --- 第一部分：拓扑材料的输运性质与量子模拟 本部分重点探讨了拓扑材料中电子的奇异量子行为及其在低能耗电子器件中的潜在应用。我们详细分析了拓扑绝缘体和拓扑半金属的表面态和边缘态的精确表征，尤其关注如何利用外部场（如电场、磁场或应力）来调控这些边界态的拓扑保护机制。 章节深度解析： 1. 高阶拓扑物相的界格效应（Boundary Effects in Higher-Order Topological Phases）： 深入研究了三维高阶拓扑绝缘体中角态（corner states）的形成机制。我们引入了一种新的有效哈密顿量模型，成功地将体材料的拓扑不变量与有限尺寸体系中的界格激子的演化关联起来。实验部分通过低温扫描隧道显微镜（STM）在特定晶向表面上观测到了预期的零偏压峰，并与理论预测的能隙结构进行了严格比对。 2. 拓扑超导体的非阿贝尔任意子激发： 本章着眼于材料工程对实现稳定非阿贝尔任意子的关键作用。我们比较了基于InAs纳米线和HgTe量子阱结构中诱导超导体的不同方案。重点讨论了在磁通钉扎点附近，通过精确控制异质结界面应力，如何增强马约拉纳零能模的相干性，并提出了基于其编织操作的鲁棒性量子比特架构的初步设计方案。 3. 强关联体系中的量子模拟： 阐述了利用光晶格中的超冷原子阵列来模拟复杂电子模型的最新进展。本章详细描述了一种新型的、具有可调谐晶格势和内在自旋轨道耦合的光学陷阱技术。通过动态演化测量，我们首次在实验上重现了Hubbard模型中从Mott绝缘体到金属的相变过程，并成功识别了关键的临界指数。 --- 第二部分：二维材料的范德华异质结与界面物理 本部分聚焦于范德华（vdW）异质结这一人造超材料平台。研究的重点在于如何通过精确堆叠和晶格失配来设计全新的电子能带结构和光电响应特性。 章节深度解析： 1. 扭转角对电子结构的影响： 详细考察了双层石墨烯（Bilayer Graphene）在“魔角”（Magic Angle）附近的行为。我们使用高分辨率角分辨光电子能谱（ARPES）分析了平坦能带（Flat Band）的形成机理，并探讨了费米面附近的电子-电子散射率与反铁磁关联之间的微妙平衡。研究揭示了如何通过微小的角度扰动来调控其超导相的临界温度。 2. 电荷转移与能带对齐： 本章系统梳理了不同二维材料（如MoS2, hBN, WSe2）在垂直堆叠时界面处的能带弯曲和肖特基势垒的形成。利用第一性原理计算，我们建立了一个通用的界面能带对齐图谱，预测了异质结中内建电场的强度，这对于设计高效的垂直型光电器件至关重要。 3. 二维材料中的激子物理与光捕获： 探讨了在vdW异质结中，由于势阱的形成，激子寿命的显著延长现象。我们量化了层间激子（Interlayer Excitons）的迁移率和隧穿速率，并展示了一种新型的周期性应变场设计，该设计能够有效引导激子向特定电极迁移，从而实现了接近100%的内量子效率。 --- 第三部分：非晶态和低维固体的结构弛豫与动力学 本部分关注于缺乏长程有序性的材料体系，如玻璃、非晶薄膜和高熵合金的结构演化和宏观粘滞行为。 章节深度解析： 1. 玻璃转变动力学： 采用高精度的介电谱测量，分析了金属玻璃形成体（Bulk Metallic Glasses, BMGs）在接近玻璃转变温度（Tg）时的α弛豫过程。我们提出了一个基于“自由体积”与“结构记忆效应”耦合的非平衡态模型，该模型成功地拟合了在不同冷却速率下测得的粘滞度曲线，并对材料的长期稳定性和蠕变行为做出了预测。 2. 低维纳米结构中的表面重构： 针对半导体纳米线和量子点的表面原子重排，本章结合了原位透射电子显微镜（In-situ TEM）和分子动力学模拟。结果表明，表面应力和化学环境对维持特定晶面（如Si或Ge的{111}面）的稳定性起决定性作用，揭示了表面能驱动下的非平衡相变路径。 3. 高熵合金的局部结构与硬化机制： 探讨了五种以上元素构成的随机固溶体中，局部化学无序如何影响其力学性能。通过对短程有序（Short-Range Order, SRO）的精确量化，我们发现特定的原子团簇（Clusters）在位错运动过程中充当了有效的钉扎点，从而解释了此类材料在高温下的优异抗蠕变性能。 --- 第四部分：强关联电子系统中的新奇相变与磁性调控 本部分深入探讨了电子间的库仑排斥作用如何导致复杂的、非传统的电子态，特别是涉及电荷序、自旋轨道耦合（SOC）和磁性的交叉耦合现象。 章节深度解析： 1. 费米-哈伯德模型的广义扩展： 本章超越了标准的单带哈伯德模型，引入了多轨道和轨道占有率依赖的电子关联项。利用受限量子蒙特卡罗方法，我们成功预测了一种在特定掺杂水平下可能出现的“轨道有序-自旋液体”共存的新相态，这为理解高温超导体的非寻常机制提供了新的理论视角。 2. 电场调控的磁性相变： 描述了如何利用铁电/铁磁异质结中的界面耦合效应来控制磁性材料的居里温度（Tc）。通过电场诱导的界面电荷注入，我们实现了对薄膜磁各向异性的可逆、非耗散调控，这代表了未来低功耗磁性存储器的关键技术路径。 3. 自旋轨道耦合与狄拉克-赫伯特相变： 针对含有重元素的化合物，分析了强SOC如何分裂电子能带，并导致狄拉克锥的形成。我们详细分析了在外部压力作用下，狄拉克点如何迁移、打开能隙，并最终驱动系统进入一个全新的拓扑平坦带相，该相变过程的动力学行为具有极高的研究价值。 --- 结论与展望： 本书的每一篇综述都致力于提供清晰的物理图像、尖端的实验方法，以及可用于指导未来研究和技术开发的理论模型。它不仅是对当前研究成果的系统总结，更是对凝聚态物理在材料科学、量子信息和基础物理学交叉领域未来发展方向的深刻洞察。本书的读者将获得理解复杂物质世界中结构与功能涌现机制的必备工具。

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