Computer Simulation Studies in Condensed-Matter Physics XX pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Landau (EDT)

出品人:

页数:200

译者:

出版时间:

价格:259

装帧:

isbn号码:9783540856214

丛书系列:

图书标签:

• Condensed Matter Physics
• Computer Simulation
• Materials Science
• Physics
• Computational Physics
• Statistical Physics
• Solid State Physics
• Modeling
• Numerical Methods
• XX

《凝聚态物理的计算模拟研究》第二十卷：探索物质深层奥秘的新篇章 《凝聚态物理的计算模拟研究》系列，凭借其对物理世界最基本构成要素——凝聚态物质——深刻而细致的计算探索，已成为该领域不可或缺的学术基石。本卷，第二十辑，在继承系列过往辉煌成就的基础上，以前沿的研究视角和精湛的计算方法，再次将我们带入微观世界的奇妙之旅，揭示物质在极端条件、复杂相互作用以及新兴材料中蕴藏的深刻物理规律。本辑内容汇集了全球顶尖研究者们的最新成果，涵盖了从基础理论的验证到实际应用的可能性探索，为凝聚态物理计算模拟领域的研究者、学生以及对物质科学充满好奇的读者，提供了一份厚重而富有启发性的知识宝藏。 本卷的研究亮点之一，在于对强关联电子体系的深入剖析。强关联电子体系是凝聚态物理中最具挑战性也最富吸引力的研究对象之一，其行为的复杂性源于电子之间强烈的库仑相互作用，常常导致涌现出诸如高温超导、量子霍尔效应、磁性相变等一系列反直觉的宏观现象。本辑中的多篇文章，巧妙地运用了密度矩阵重整化群（DMRG）、量子蒙特卡罗方法（QMC）以及动力学平均场理论（DMFT）等先进的计算技术，对各种典型的强关联模型，如 Hubbard 模型、t-J 模型等，进行了大规模、高精度的数值模拟。研究者们不仅揭示了这些模型在不同参数区域下的基态性质、激发谱以及相图，更在动力学演化和输运性质方面取得了突破性进展。例如，有文章通过结合DMFT和QMC，成功模拟了 Hubbard 模型在高温区域下的金属-绝缘体转变过程，并精细刻画了其中的电子涨落和自旋极化特性。另一项引人注目的工作，则聚焦于有机分子导体中的电子关联效应，通过 DMRG 计算，展现了低维有机材料中一维链和二维平面相互作用对电荷密度波和自旋密度波相变的影响，为理解和设计新型有机电子器件提供了重要的理论指导。 除了传统的强关联体系，本卷也大力关注拓扑材料的计算模拟。拓扑材料以其独特的电子结构和鲁棒的边缘态，在量子计算、低功耗电子器件等前沿技术领域展现出巨大的应用潜力。本辑的研究成果，在理论预测和性质表征方面，为拓扑材料的研究注入了新的活力。一些文章利用第一性原理计算，如密度泛函理论（DFT），结合拓扑不变量的计算方法，对新型拓扑绝缘体、拓扑半金属以及拓扑超导体进行了系统性的搜索和分类。研究者们不仅精确计算了这些材料的能带结构，识别了狄拉克点、外尔点等拓扑特征，还进一步探讨了在外部磁场、应力或掺杂等因素影响下，拓扑性质的演化规律。特别值得一提的是，有研究团队通过精确计算，预测了一种新型的磁性拓扑绝缘体，其表面态具有独特的自旋极化特性，有望在斯格明子（Skyrmion）的产生和操控方面发挥关键作用。另一组研究者则将计算模拟的目光投向了拓扑超导体，通过结合BCS理论和DFT计算，探究了其内部的马约拉纳费米子（Majorana fermions）的性质和稳定性，为未来构建容错量子计算单元奠定了坚实的理论基础。 非平衡态物理也是本卷重点关注的领域之一。随着实验技术的不断进步，研究者们能够更加精细地操控物质体系，使其脱离热力学平衡状态，从而揭示物质在动态过程中的新奇行为。本辑中的多项研究，运用时域有限差分（FDTD）方法、介观量子输运理论以及分子动力学模拟（MD）等技术，对材料在激光辐照、电场驱动、机械形变等非平衡条件下的响应进行了深入的探索。例如，有文章通过精确的MD模拟，研究了金属纳米颗粒在强激光脉冲作用下的电子-声子耦合动力学，揭示了瞬时高温、热激发以及载流子动力学对材料相变和结构演化的影响，为飞秒激光加工和超快光谱技术提供了理论依据。另一项引人注目的工作，则将目光聚焦于量子点器件的非平衡输运性质，通过介观量子输运理论，分析了在不同电压偏压和温度下，量子点体系的朗道能级、量子相干性以及电子散射机制，为设计高效率的量子点纳米器件提供了指导。 此外，本卷还包含了对二维材料以及低维纳米结构的计算模拟研究。二维材料，如石墨烯、过渡金属硫化物（TMDs）等，因其独特的平面结构和优异的物理化学性质，已成为当前凝聚态物理研究的热点。本辑中的多篇文章，通过基于机器学习的材料设计、量子化学计算以及多体微扰理论等方法，对新型二维材料的电子结构、光学性质、催化活性以及界面效应进行了深入的探究。例如，有研究者利用机器学习算法，结合DFT计算数据，成功预测了一系列具有优异催光活性的新型二维过渡金属碳化物，并对其催化机理进行了初步的理论解释。另一项工作，则聚焦于垂直异质结的界面物理，通过精确的DFT计算，揭示了不同二维材料层叠所产生的范德华相互作用、电子重分布以及超晶格效应，为设计高性能的二维电子器件和传感器提供了理论基础。 本卷的研究覆盖面广泛，技术手段多样，充分体现了计算模拟在凝聚态物理研究中的核心地位和强大生命力。从对经典模型的精确求解，到对前沿材料的理论预测；从对平衡态下物质性质的深入理解，到对非平衡态动力学的细致刻画，每一篇文章都凝聚了研究者们的心血和智慧。读者可以通过阅读本卷，了解当前凝聚态物理计算模拟领域的最新进展，掌握最前沿的计算方法和理论工具，并从中汲取灵感，为未来的科学探索打开新的视野。本卷的出版，不仅为凝聚态物理学界增添了一份宝贵的学术财富，更为推动该领域向更深层次、更广范围的发展，贡献了不可磨灭的力量。

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