Studies in High Temperature Superconductors Golden Jubilee pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Nova Science Pub Inc

作者:Narlikar, Anant V. (EDT)

出品人:

页数:327

译者:

出版时间:

价格:129

装帧:HRD

isbn号码:9781594549601

丛书系列:

图书标签:

• 高温超导
• 超导材料
• 凝聚态物理
• 材料科学
• 物理学
• 金禧纪念
• 学术研究
• 固体物理
• 电子特性
• 材料性质

凝聚态物理学前沿探索：新型材料与极端条件下的量子行为 本书聚焦于凝聚态物理学中极具挑战性与前沿性的领域——在极端物理条件下，新型功能材料所展现出的奇特量子行为与潜在应用价值。 我们将目光投向那些尚未被充分探索的材料体系，特别是在超低温、极高压力、强磁场以及非传统晶格结构中，物质的电子、晶格和自旋自由度如何相互耦合，并涌现出宏观可观测的量子现象。 第一部分：低维与界面电子系统的拓扑特性 本部分深入探讨了二维（2D）材料及其异质结中，拓扑物态的构建与调控。不同于传统的体材料，低维系统因其独特的量子限域效应，更容易激发新颖的拓扑绝缘体、拓扑半金属和拓扑超导体。 1.1 范德华异质结中的界面电子学： 我们详细分析了通过原子级精确堆叠不同二维材料（如过渡金属硫化物、石墨烯的衍生物以及二维狄拉克材料）所形成的范德华异质结。重点研究了层间相互作用（特别是Moiré势能的调控）如何重构电子能带结构，诱导出平坦能带（Flat Bands）和分数霍尔效应的候选态。实验观测手段包括高分辨率角分辨光电子能谱（ARPES）和扫描隧道显微镜（STM）在低温下的成像技术。我们着重讨论了如何利用电场调控界面电荷密度，以精确控制拓扑相变的临界点。 1.2 强自旋轨道耦合材料的拓扑保护： 本章考察了含有重元素（如铋、锑、碲）的化合物，其中强大的自旋轨道耦合（SOC）是拓扑非平庸性的主要驱动力。我们通过高压物理技术，将这些材料推入新的晶体结构或电子密度状态。研究了压力诱导的拓扑相变——即在无化学掺杂的情况下，仅通过机械应力改变晶格常数和对称性，从而实现从普通绝缘体到拓扑绝缘体（TI）的转变。对于三维拓扑绝缘体，我们深入分析了其表面态的线性色散关系及其对杂质和非磁性杂质的鲁棒性。 第二部分：极端条件下的量子临界性与多铁性 本部分将研究施加极端环境（高温、高压、强场）如何破坏材料的固有对称性，并驱动其进入奇异的量子临界区域。 2.1 超高压力对电子结构的影响与新相位的诞生： 高压是探索物质新相的有力工具，它极大地压缩了原子间距，增强了电子间的相互作用。本部分详细介绍了金刚石对顶砧（DAC）技术在高压下结合原位光谱学（如拉曼散射、X射线吸收谱）的应用。我们关注了在数百万个大气压下，原本稳定的化合物如何转变为超硬材料、高压金属氢化物，以及在这些体系中出现的高温准经典超导迹象。重点讨论了电子-声子耦合强度在压力梯度下的变化规律。 2.2 磁性与电性耦合的铁电体与多铁性材料： 多铁性材料，即同时具备铁电性、铁磁性或铁弹性的材料，是信息存储和传感器领域的焦点。本章探讨了如何通过应力、电场或磁场协同调控这些相互竞争的序参量。我们考察了非磁性离子掺杂对磁结构和电极化的影响，特别是反铁磁有序与电极化之间的耦合机制（如Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的介入）。分析了如何利用电场切换磁畴的潜力，而非依赖耗能的电流。 第三部分：非常规电子关联效应与局域化现象 本部分探讨了在强电子关联体系中，如何克服传统的带理论描述，理解电子的莫特（Mott）绝缘体行为、荷负荷（Charge Ordering）和赝能隙（Pseudogap）等复杂现象。 3.1 强关联体系中的电子局域化与动力学： 针对d/f电子体系，我们分析了Hubbard模型的局限性及其在高维或格子缺陷下的修正。重点研究了Hubbard-Holstein模型在考虑电子-声子耦合时的行为，解释了在某些氧化物中观测到的电荷密度波（CDW）的形成机理及其与晶格畸变的相互影响。通过时间分辨光谱技术，我们追踪了电子从激发态弛豫到基态的超快动力学过程，揭示了关联效应如何影响能量耗散。 3.2 局部激发与磁激发对电子输运的调制： 在磁性半导体和阻挫磁体中，磁性涨落对电子的跳跃（hopping）具有显著影响。本部分分析了自旋散射对电子平均自由程的限制，并研究了磁有序的演化如何导致输运性质的突变。对于高度有序的几何阻挫体系（如三角晶格），我们考察了“荷-磁”分离现象以及自旋冰等非常规磁基态的形成，这些态预示着新的量子计算资源。 总结与展望： 本书系统性地梳理了凝聚态物理学中，通过极端条件和材料设计所驱动的前沿研究方向。我们强调了跨学科交叉的重要性，特别是材料合成化学、精密物理实验技术与先进理论模型的紧密结合，以期在拓扑器件、高效能源转换以及新一代量子信息技术方面取得突破。所探讨的材料和现象，代表了对物质基本规律更深层次的理解，并指引着未来功能材料的设计方向。

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