Analytics of Protein-DNA Interactions pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Seitz, Harold (EDT)/ Backendorf, C. (CON)/ Beier, V. (CON)/ Bulyk, M. L. (CON)/ Field, S. (CON)

出品人:

页数:216

译者:

出版时间:

价格:$ 270.07

装帧:HRD

isbn号码:9783540481478

丛书系列:

图书标签:

• 蛋白质
• DNA相互作用
• 生物信息学
• 基因组学
• 分子生物学
• 数据分析
• 计算生物学
• 系统生物学
• 生物统计学
• 调控网络

好的，这是一本关于“Advanced Topics in Materials Science: Nanomagnetism and Spintronics”的图书简介。 --- 图书简介：Advanced Topics in Materials Science: Nanomagnetism and Spintronics 前言：迈向信息存储与处理的未来 在二十一世纪，信息技术正以前所未有的速度发展，对更高密度、更快速、更节能的存储和处理技术提出了迫切需求。传统的电子学已接近其物理极限，而基于电子的经典概念——电荷——的进一步微缩正面临严峻的挑战。在此背景下，材料科学、凝聚态物理学和电气工程学的交叉领域——自旋电子学（Spintronics）——应运而生。 本书《Advanced Topics in Materials Science: Nanomagnetism and Spintronics》深入探讨了驱动下一代信息技术的两个核心物理现象：纳米磁性与自旋电子学。它旨在为材料科学家、物理学家、工程师以及研究生提供一个全面且前沿的视角，涵盖从基础理论到尖端器件实现的完整知识体系。本书不仅梳理了该领域数十年的理论积累，更聚焦于近十年来因材料结构尺寸进入纳米尺度而引发的革命性新现象和新机遇。 第一部分：纳米尺度的磁性基础 磁性材料的宏观性质在其尺寸缩小到纳米尺度时会发生显著变化，这些变化是理解自旋电子学器件工作原理的关键。本部分将从统计物理和量子力学的角度，系统阐述纳米磁体的特性。 第一章：磁性材料的唯象理论与朗道-李夫席茨方程 本章首先回顾了铁磁性、反铁磁性以及亚铁磁性的基本概念。重点将放在描述磁矩动态演化的核心方程——朗道-李夫席茨-布洛赫（LLF）方程的推导与应用。我们将详细分析阻尼（Damping）和有效磁场的物理意义，并展示如何利用该方程模拟宏观磁滞回线的形成过程。对于纳米结构，我们还将讨论弛豫时间、超顺磁极限（Superparamagnetism）的理论判据及其对存储介质稳定性的影响。 第二章：尺寸效应与界面物理 当磁性颗粒尺寸降至几个纳米时，表面和界面效应变得与体相效应同等重要。本章深入探讨了尺寸相关的磁各向异性（Size-dependent Magnetic Anisotropy）的来源，包括形状各向异性、应力各向异性和磁晶各向异性。特别关注在磁性薄膜与非磁性衬底界面处由电子结构重构导致的界面磁各向异性（Interfacial Magnetic Anisotropy），这是实现高密度MRAM的关键物理基础。 第三章：斯格明子（Skyrmions）的拓扑学与动力学 斯格明子——一种具有拓扑保护的、稳定的非共面自旋结构——是当前自旋电子学研究中最热门的方向之一。本章详细介绍了斯格明子的拓扑荷概念，以及它们在非磁性材料中受电流驱动的运动机制（如斯格明子霍尔效应和轨道力矩驱动）。我们将分析实现和稳定斯格明子的材料体系（如霍尔尔合金和磁性多层膜），并探讨它们在信息存储和逻辑运算中的潜力。 第二部分：自旋电子学的核心机制 本部分聚焦于如何利用电子的自旋自由度而非仅仅是电荷来传输和处理信息，这是自旋电子学的核心思想。 第四章：巨磁阻效应（GMR）与隧道磁阻效应（TMR） 巨磁阻效应（GMR）的发现彻底开启了自旋电子学的时代。本章首先从自旋分辨能带理论出发，解释了GMR效应在多层结构（如铁磁/非磁/铁磁结构）中的物理起源。随后，我们将深入探讨隧道磁阻效应（TMR），特别是其在磁性隧道结（MTJ）中的表现。重点分析了电子隧穿理论、界面态密度对TMR比率的影响，以及如何通过氧化层工程实现高TMR值。 第五章：自旋转移矩（STT）与自旋轨道矩（SOT）驱动 信息写入是自旋电子器件的关键操作。本章详细阐述了两种主要的自旋注入机制： 1. 自旋转移矩（STT）：基于斯皮诺尔极化电流对磁矩的直接转矩作用。我们将分析STT的基本方程、开关阈值电流密度，以及其在STT-MRAM中的应用与局限性。 2. 自旋轨道矩（SOT）：利用自旋霍尔效应（SHE）和反常霍尔效应（AHE）在重金属/铁磁界面处产生的纯自旋电流，实现对铁磁层磁矩的无损读写。SOT因其更快的响应速度和更低的能耗，被视为下一代MRAM的有力竞争者。本章将对比分析两者的效率和适用性。 第六章：自旋波（Magnonics）与信息传输 传统电子信号传输受电阻损耗限制，而自旋波——磁性晶格中的集体激发——提供了一种极低能耗的信息载波。本章探讨了自旋波的色散关系、铁磁共振（FMR）和退磁场效应。重点讨论了自旋波的产生、传输与检测技术，以及如何利用布洛赫型和尼尔型磁壁实现复杂的逻辑运算单元（如自旋波移位寄存器）。 第三部分：前沿应用与材料挑战 本部分将视角转向材料科学的实际应用层面，探讨了如何将前述的物理现象转化为可商业化的器件，并展望了新兴的交叉领域。 第七章：自旋电子器件：存储、逻辑与传感器 本章全面概述了自旋电子学在核心应用领域的进展： 磁随机存取存储器（MRAM）：从STT-MRAM到SOT-MRAM的演进，以及基于斯格明子的MRAM（Skyrmion-MRAM）的结构设计和可靠性挑战。 自旋场效应晶体管（Spin-FET）：基于Datta-Das模型，讨论如何实现基于自旋传输的逻辑运算，以及面临的自旋退相干问题。 高灵敏度磁传感器：包括GMR/TMR传感器在生物医学成像、无损检测中的应用。 第八章：非易失性逻辑与混合计算 为了突破冯·诺依曼瓶颈，将存储与计算融合成为必然趋势。本章探讨了如何利用磁性器件的非易失性特性，构建内存内计算（In-Memory Computing）架构。重点讨论了磁性阻变存储器（RRAM）与自旋电子学的结合，以及如何利用磁性开关的非线性特性实现神经形态计算中的突触权值更新机制。 第九章：新兴材料体系与挑战 本书的最后一部分关注未来。我们将介绍超越传统铁磁金属的新兴材料： 1. 二维材料中的自旋电子学：如石墨烯、二硫化钼等二维材料中的Rashba效应和强自旋轨道耦合现象，为实现超薄自旋器件提供了新的平台。 2. 铁电-铁磁（Ferroelectric-Ferromagnetic）多铁性系统：利用电场调控磁性的概念，实现比电流调控更低能耗的磁化反转机制，以及其在电控自旋逻辑中的潜力。 结语 《Advanced Topics in Materials Science: Nanomagnetism and Spintronics》汇集了凝聚态物理、纳米技术与器件工程的最新进展，为读者勾勒出一条清晰的技术发展路径。本书的深度与广度确保了它不仅是研究生教学的理想教材，也是从事前沿研发的科研人员不可或缺的参考工具书。通过掌握纳米磁性与自旋电子学的核心原理，读者将能更好地驾驭下一代信息技术革命的浪潮。 ---

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