Organic Photovoltaics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Marcel Dekker Inc

作者:Sun, Sam-Shajing (EDT)/ Sariciftci, Niyazi Serdar (EDT)

出品人:

页数:664

译者:

出版时间:2005-3

价格:$ 237.24

装帧:HRD

isbn号码:9780824759636

丛书系列:

图书标签:

有机光伏
光伏材料
有机半导体
太阳能
可再生能源
薄膜太阳能
材料科学
能源转换
光电效应
有机电子学

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具体描述

Recently developed organic photovoltaics (OPVs) show distinct advantages over their inorganic counterparts due to their lighter weight, flexible shape, versatile materials synthesis and device fabrication schemes, and low cost in large-scale industrial production. Although many books currently exist on general concepts of PV and inorganic PV materials and devices, few are available that offer a comprehensive overview of recently fast developing organic and polymeric PV materials and devices. "Organic Photovoltaics: Mechanisms, Materials, and Devices" fills this gap. This book provides an international perspective on the latest research in this rapidly expanding field with contributions from top experts around the world. It presents a unified approach comprising three sections: General Overviews; Mechanisms and Modeling; and Materials and Devices.Discussions include sunlight capture, exciton diffusion and dissociation, interface properties, charge recombination and migration, and a variety of currently developing OPV materials/devices. This book also includes two forewords: one by Nobel Laureate Dr. Alan J. Heeger, and the other by Drs. Aloysius Hepp and Sheila Bailey of NASA Glenn Research Center. "Organic Photovoltaics" equips students, researchers, and engineers with knowledge of the mechanisms, materials, devices, and applications of OPVs necessary to develop cheaper, lighter, and cleaner renewable energy throughout the coming decades.

凝聚态物理学前沿：拓扑绝缘体与量子霍尔效应的深入探究图书名称：凝聚态物理学前沿：拓扑绝缘体与量子霍尔效应的深入探究作者： [此处应为虚构的权威学者姓名] 出版社： [此处应为虚构的专业学术出版社名称] 出版日期： [此处应为虚构的出版年份] --- 内容概要：本书聚焦于二十一世纪凝聚态物理学中最具革命性和影响力的两个交叉领域——拓扑绝缘体（Topological Insulators, TIs）以及量子霍尔效应（Quantum Hall Effect, QHE）的最新进展、理论框架和实验验证。本书旨在为高年级本科生、研究生以及该领域的研究人员提供一个全面、深入且具有前瞻性的学习资源，系统梳理从基础理论到尖端应用的全景图。本书结构严谨，内容涵盖了从量子力学的基本原理出发，逐步构建描述复杂多体系统的数学工具，最终深入到拓扑不变量在材料性质中扮演的核心角色。我们摒弃了对传统半导体物理的重复论述，而是将重点放在拓扑保护的电子态、分数霍尔效应的奇特集体激发，以及这些现象在下一代电子器件设计中的潜在应用。 --- 第一部分：量子场论与拓扑概念的引入 (Foundations and Topological Preliminaries) 本部分为理解后续复杂物理现象奠定了坚实的数学和概念基础。第一章：从布洛赫定理到能带拓扑本章首先回顾了周期性晶格中电子行为的基本描述——布洛赫定理与晶体动量空间的概念。随后，本书迅速转向对Berry相位的深入剖析。Berry联络和Berry曲率被视为几何拓扑学在电子结构中的直接体现。我们将详细讨论如何利用这些几何量来定义能带的Chern数，并解释为何Chern数作为一个拓扑不变量，对晶格形变和无序具有鲁棒性。第二章：拓扑不变量与分类理论本章系统介绍了拓扑绝缘体的理论基石——K理论（K-theory）在凝聚态物理中的应用框架。我们将阐述如何根据系统的对称性（如时间反演对称性、粒子-空穴对称性）将材料系统映射到特定的拓扑分类（如十种“瓶颈”分类），从而预测其是否可能存在拓扑边界态。重点讨论了对称保护的拓扑相（Symmetry-Protected Topological Phases, SPT）的概念，并区分了与传统对称性破缺相的根本差异。 --- 第二部分：拓扑绝缘体：边界态的几何保护 (Topological Insulators: Geometry-Protected Edge States) 本部分集中探讨三维和二维拓扑绝缘体的具体物理模型和实验证据。第三章：二维拓扑绝缘体：量子自旋霍尔效应（Quantum Spin Hall Effect, QSHE）本章是通往三维拓扑绝缘体的关键过渡。我们详细分析了Kane-Mele模型和Bernevig-Hughes-Zhang (BHZ) 模型，揭示了强自旋轨道耦合（SOC）如何导致能带反转，形成受时间反演对称性保护的边缘态。重点在于分析这些边缘态的狄拉克锥结构及其自旋-动量锁定特性，解释了为何电流可以在无耗散的情况下沿边缘传输，这是QSHE的核心特征。第四章：三维拓扑绝缘体（3D TIs）的表面态本章深入讨论了三维拓扑绝缘体，如Bi$_{2}$Se$_{3}$族材料的电子结构。我们将通过求解规范场理论下的有效表面哈密顿量，精确描述其表面态的狄拉克锥。本章的一个重要焦点是反常的电子散射行为：由于动量空间的限制和时间反演对称性，表面电子难以背散射，从而保证了其导电性的高效率。第五章：拓扑材料的激发与探测技术本章关注如何实验性地确认拓扑绝缘体的存在。重点讨论了角分辨光电子能谱（ARPES）技术如何直接“看到”拓扑保护的狄拉克表面态，并分析了磁输运测量在区分拓扑相和普通绝缘体中的作用。此外，还探讨了磁性拓扑绝缘体中可能出现的量子反常霍尔效应（Quantum Anomalous Hall Effect, QAHE）的理论预测与初步实验迹象。 --- 第三部分：量子霍尔效应的进阶：分数化与纠缠 (Advanced Quantum Hall Physics: Fractionalization and Entanglement) 本部分将视野转向了强关联物理领域，探讨在强磁场下，电子系统如何进入极其复杂的、具有分数电荷和长程量子纠缠的新奇量子态。第六章：整数量子霍尔效应的非阿贝尔统计（Review and Abstraction）虽然整数量子霍尔效应（IQHE）在教科书中已有介绍，本章从拓扑场论（Topological Field Theory）的角度重新审视它，将其视为一个Chern绝缘体。重点是阐述其边缘态遵循玻色化描述，并引入了非阿贝尔统计（Non-Abelian Statistics）的概念，为理解分数霍尔效应中的准粒子做铺垫。第七章：分数霍尔效应（Fractional Quantum Hall Effect, FQHE）的Laughlin波函数与准粒子本章是本书理论深度的体现。详细分析了Laughlin分数量子霍尔态的基态波函数，并解释了如何通过分析其能量梯度导出了分数电荷的观测量。随后，本书将引入任意子（Anyons）的概念，特别是非阿贝尔任意子——这种准粒子的激发和编织操作对应着非平凡的量子门操作，这是未来拓扑量子计算的物理基础。第八章：拓扑量子计算的物理蓝图本章探讨了如何利用非阿贝尔任意子的编织（braiding）操作来实现对量子比特的保护和逻辑门操作。详细分析了马约拉纳费米子（Majorana Fermions）作为一种零能模式的实现路径，尤其是在超导-拓扑绝缘体异质结中的理论预测和实验探索，强调了这种计算范式对抗退相干性的天然免疫力。 --- 结论：展望与未解之谜本书最后总结了拓扑物理学在材料科学、凝聚态理论和信息科学交叉点的现状。我们讨论了拓扑材料在低能耗电子学、自旋电子学以及量子信息领域的巨大潜力。同时，也指出了当前研究面临的关键挑战，例如如何稳定地在非磁性材料中诱导出QAHE、如何清晰地在实验中观测和操控非阿贝尔任意子的编织，以及如何将拓扑保护的概念扩展到具有更复杂对称性的材料体系中。 --- 本书特色：理论的严谨性与前沿性并重：深入讲解了K理论、拓扑场论等高阶数学工具在物理学中的实际应用。聚焦于保护机制：强调拓扑态与普通态的本质区别在于其对局域涨落的抵抗能力。跨越两大主题：有机地将基于时间反演对称性的拓扑绝缘体与基于强磁场或强关联的量子霍尔效应统一在“拓扑不变量”这一宏大框架下。面向应用：对拓扑量子计算的物理实现途径进行了详尽的理论分析。本书是致力于在凝聚态物理领域进行深入研究的学者和学生的必备参考书。