Introduction to Mesoscopic Physics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Oxford University Press

作者:Yoseph Imry

出品人:

页数:244

译者:

出版时间:1997

价格:$ 226.00

装帧:pbk

isbn号码:9780195101676

丛书系列:

图书标签:

物理
凝聚态
物理学
凝聚态物理
介观物理
量子输运
纳米物理
电子器件
统计物理
固体物理
量子力学
材料科学

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具体描述

"Mesoscopic physics" refers to the physics of structures larger than a nanometer (one billionth of a meter) but smaller than a micrometer (one millionth of a meter). This size range is the stage on which the exciting new research on submicroscopic and electronic and mechanical devices is being done. This research often crosses the boundary between physics and engineering, since engineering such tiny electronic components (as many as one million transistors can be fitted onto a single chip) requires a firm grasp of quantum physics. Applications for the future may include such wonders as microscopic robot surgeons that will travel through the blood stream to repair clogged arteries; submicroscopic actuators and builders; and supercomputers that fit on the head of a pin.

凝聚态物理前沿探索：从经典到量子隧穿的旅程图书名称：凝聚态物理前沿探索：从经典到量子隧穿的旅程图书简介：本书旨在为物理学、材料科学以及工程学领域的研究人员和高年级本科生提供一个全面而深入的视角，聚焦于凝聚态物理学中的关键概念、实验技术及其在现代科学中的前沿应用。全书结构严谨，内容涵盖了从宏观的晶体结构理论到微观的量子效应，尤其侧重于描述材料在特定尺度下展现出的独特物理性质。本书的第一部分聚焦于凝聚态物理学的基础理论框架。我们将从晶格振动与声子理论入手，详细阐述晶体中电子的能带结构，包括布洛 каттоо几率与布里渊区概念的严格推导。紧接着，我们深入探讨电子在周期势场中的运动——哈特里-福克近似与密度泛函理论（DFT）的物理图像与数学基础，为理解后续的复杂现象奠定坚实的理论基石。特别地，本部分将详尽分析费米液体理论，阐明其在描述多电子体系，特别是低温下的金属行为中的重要性，以及它如何成功地解释了许多宏观可观测量的微观起源。我们不会回避处理相互作用项的复杂性，会通过范霍夫奇点和库珀对的形成等关键概念，引入超导现象的初步图像。第二部分将焦点转向低维和受限系统中的物理现象。这部分内容对于理解纳米科学和量子器件至关重要。我们将系统地介绍二维电子气（2DEG）的物理特性，这是构建高迁移率晶体管和量子霍尔效应实验的基石。随后，我们详述局域化理论，包括安德森局域化现象及其对传输性质的深刻影响。在讨论一维体系时，我们将详细解析Luttinger液体理论，对比其与费米液体理论的根本差异，例如自旋-电荷分离现象，这对于理解低维量子材料中的集体激发至关重要。此外，本部分还将引入量子点和量子线的能级结构，探讨其尺寸量子化效应，及其作为人工原子的应用潜力。第三部分则深入探讨磁性与电子关联效应。磁性是凝聚态物理中最富挑战性的领域之一。本书将从朗之万动力学和布洛赫T-T-K理论出发，建立起对铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性的宏观描述。随后，我们转向微观的海森堡模型和伊辛模型，利用平均场理论和重整化群方法（RG），分析这些模型在不同维度和温度下的相变行为。在强关联电子体系方面，我们将重点阐述Hubbard模型，探讨其在解释高温超导和莫特绝缘体等非传统现象中的核心地位。书中会详细对比自旋密度波（SDW）和电荷密度波（CDW）的形成机理及其对晶格和电子结构的耦合影响。第四部分专门聚焦于拓扑物态。这是近年来凝聚态物理领域最活跃的分支之一。我们将从数学上建立拓扑不变量的概念，例如陈数（Chern Number）和$mathbb{Z}_2$拓扑不变量。然后，本书将系统阐述拓扑绝缘体的能带反演机制和边缘态的保护机制，并详述拓扑半金属（如狄拉克点和外尔点）的物理特征及其独特的输运性质。对于拓扑超导，我们将介绍马约拉纳费米子的理论预言及其在编码量子信息方面的潜在应用。这部分内容强调了对称性在定义和保护拓扑相中的不可替代的作用。第五部分侧重于先进实验技术与应用。理论的验证离不开精密的实验手段。我们将介绍角分辨光电子能谱（ARPES）的基本原理及其如何直接“成像”电子的能带结构，并讨论扫描隧道显微镜（STM）在原子尺度成像和局域态密度测量的能力。在输运测量方面，我们将详细分析霍尔效应（包括量子霍尔效应和反常霍尔效应）的物理内涵，以及介观输运中的电导量子化现象。最后，本部分将探讨如何利用这些前沿物理概念来设计和制造下一代电子器件，例如基于二维材料的场效应晶体管和新型自旋电子器件。全书的叙述风格力求清晰、严谨，每一章节都包含丰富的数学推导和清晰的物理图像解释。我们特别注重对概念的历史发展脉络的梳理，以帮助读者理解这些复杂理论是如何在解决具体物理问题中逐步完善起来的。本书旨在成为凝聚态物理领域，特别是涉及电子行为、低维限制和拓扑现象研究的必备参考书。