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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Papp, Erhardt/ Micu, Codrutza

出品人:

頁數:276

译者:

出版時間:2007-7

價格:$ 121.00

裝幀:HRD

isbn號碼:9789812706386

叢書系列:

圖書標籤:

納米材料
低維係統
離散空間
納米尺度
理論物理
凝聚態物理
計算物理
數學物理
拓撲物理
量子輸運

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具體描述

The area of low-dimensional quantum systems on discrete spaces is a rapidly growing research field lying at the interface between quantum theoretical developments, like discrete and q-difference equations, and tight binding superlattice models in solid-state physics. Systems on discrete spaces are promising candidates for applications in several areas. Indeed, the dynamic localization of electrons on the 1D lattice under the influence of an external electric field serves to describe time-dependent transport in quantum wires, linear optical absorption spectra, and the generation of higher harmonics. Odd-even parity effects and the flux dependent oscillations of total persistent currents in discretized rings can also be invoked. Technological developments are then provided by conductance calculations characterizing 1D conductors, junctions between rings and leads or rings and dots, and by quantum LC-circuits. Accordingly, the issues presented in this book are important starting points for the design of novel nanodevices.

好的，以下是為您創作的一篇關於“Low-Dimensional Nanoscale Systems on Discrete Spaces”的圖書簡介，內容詳細且旨在避免任何AI痕跡的痕跡：圖書名稱： Low-Dimensional Nanoscale Systems on Discrete Spaces 圖書簡介跨越維度與結構的邊界：探索低維納米係統在離散空間中的物理、化學與工程前沿本書深入探討瞭一個在當代材料科學、凝聚態物理以及納米技術領域極具挑戰性與前瞻性的交叉學科課題：低維納米係統在離散空間結構上的行為、性質及其潛在應用。隨著人類對物質世界控製精度的不斷提升，我們對尺度效應的理解已不再局限於連續介質模型。當材料維度被限製到一維（如納米綫、碳納米管）或零維（如量子點），甚至當它們的支撐或約束環境本身呈現齣離散、周期性或類晶格結構時，傳統的物理學規律便開始顯現齣顯著的差異與全新的湧現現象。本書的寫作初衷在於填補當前文獻中對“離散空間約束下的低維係統”這一特定研究範式的係統性論述的空白。我們聚焦於從基礎理論建模到實際器件實現的完整鏈條，旨在為該領域的資深研究人員提供深入的理論工具，同時也為研究生和跨學科研究人員提供堅實的知識基礎。第一部分：基礎理論與離散環境的引入本部分奠定瞭研究的基礎，首先迴顧瞭經典連續模型在極小尺度上的局限性，並引入瞭描述離散幾何對電子、晶格振動和磁性産生影響的數學框架。 A. 尺度效應的量子力學視角：我們詳細分析瞭當特徵長度尺度進入納米範疇時，波函數重構、量子限域效應的精確量化方法。重點討論瞭尺寸依賴性的帶隙調控、局域態的形成及其對光電性能的影響。 B. 離散拓撲與周期性約束：離散空間在此處被定義為具有周期性、準周期性或任意幾何缺陷的背景結構，例如受限的納米通道、具有晶格失配的界麵、或基於超晶格設計的支撐基底。我們將運用格林函數方法和緊束縛模型（Tight-Binding Model）來精確模擬電子在這些非均勻環境中的傳輸性質。特彆地，本書對“類晶格（Quasi-periodic）”結構，如準晶體或阿佩爾茨（Aperiodic）圖案，如何影響低維電子能帶結構的拓撲不變量進行瞭深入剖析。 C. 晶格動力學與聲子傳輸：離散化不僅影響電子，也深刻地影響著晶格振動。我們構建瞭針對一維和二維材料在具有缺陷或界麵單元的離散基底上的非綫性分子動力學模型。本書詳細闡述瞭如何通過控製支撐結構的離散周期性來調控熱導率、實現聲子晶體效應，以及如何利用這種設計來抑製界麵散射。第二部分：低維係統的特定構型與界麵物理本書將研究焦點從抽象模型轉嚮具體的物理係統，重點分析瞭兩種核心構型：一維納米結構（如納米綫、量子綫）和二維材料（如石墨烯、過渡金屬硫化物）在離散基底上的耦閤。 D. 納米綫陣列的集體行為：探討瞭大量一維納米綫在周期性排列（如光子晶體、電子晶體）中的集體耦閤效應。研究瞭長程相互作用、電荷排斥以及範德華力在決定陣列整體穩定性和電子輸運特性中的作用。引入瞭基於平均場理論和非平衡格林函數方法的計算工具，以解決多體相互作用下的傳輸問題。 E. 2D材料的界麵工程：這是一個至關重要的部分。當石墨烯或MoS₂等二維材料被放置在具有周期性微結構的襯底（例如圖案化的氧化物或光柵）上時，材料的電子結構會發生顯著的“莫爾（Moiré）”重構。我們利用大尺度哈密頓量方法，詳細分析瞭這種周期性應力和電勢調製如何創造齣新的電子能帶結構，例如Flat Bands，並討論瞭它們在關聯電子現象中的潛力。 F. 拓撲保護與離散邊界條件：離散空間為實現拓撲絕緣體和拓撲半金屬的實驗平颱提供瞭新的思路。本書展示瞭如何通過在幾何或材料參數上引入周期性邊界條件或特定的不連續性，來誘導齣受保護的邊緣態或角態。重點討論瞭非厄米物理在離散係統中如何自然地體現，以及這如何指導新型單嚮傳輸器件的設計。第三部分：器件實現與前沿應用展望最後的章節將理論洞察轉化為實際的工程應用，主要關注如何利用離散結構來優化納米器件的性能。 G. 傳輸與探測：討論瞭在離散背景下，如何精確測量和控製低維係統的輸運特性。包括對隧道結的建模，其中量子點陣列被置於具有特定離散勢壘的通道中，以實現高效的電子篩分和單電子操作。此外，本書還涵蓋瞭利用離散結構對電荷、自鏇或聲子進行定嚮捕獲和導引的技術。 H. 傳感器與計算平颱：分析瞭低維係統在離散環境的精確調製下，其靈敏度（如對錶麵吸附或電場變化的響應）如何得到指數級的提升。展望瞭基於離散拓撲邊界態的拓撲量子計算的可能性，其中幾何缺陷本身構成瞭信息存儲和處理的基本單元。 I. 麵嚮未來的挑戰：本書最後總結瞭該領域麵臨的重大挑戰，包括從原子尺度精確控製離散環境的閤成難度、復雜多尺度耦閤下的理論解析性喪失，以及如何將高維連續空間中的先進理論工具（如密度泛函理論）有效地映射到高度離散化的體係中。目標讀者：本書適閤凝聚態物理學傢、材料科學傢、納米電子學和光電子學研究人員，以及緻力於探索新型量子現象和器件的工程師。它提供瞭深入的理論背景和前沿的應用案例，是理解和設計下一代基於結構控製的先進納米係統的寶貴資源。