Charge Transport in Disordered Solids with Applications in Electronics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Baranovski, Sergei 编

出品人:

页数:498

译者:

出版时间:2006-10

价格:618.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780470095041

丛书系列:

图书标签:

• Charge Transport
• Disordered Solids
• Electronics
• Solid State Physics
• Condensed Matter Physics
• Amorphous Materials
• Hopping Conductivity
• Variable Range Hopping
• Localization
• Electronic Properties

好的，这是一本关于量子场论在凝聚态物理中的应用的图书简介。 --- 量子场论在凝聚态物理中的应用 深入探索电子、声子与磁性系统中的集体激发 作者: [此处留空，或填写假想作者名] 页数: 约 800 页 出版社: [此处留空，或填写假想出版社名] 定价: [此处留空] --- 导言：从微观粒子到宏观现象的桥梁 量子场论（Quantum Field Theory, QFT）是现代物理学的两大支柱之一，它为描述基本粒子及其相互作用提供了无可匹敌的数学框架。然而，QFT 的威力远不止于高能物理。在凝聚态物理领域，从描述电子在晶格中的运动到理解复杂材料中的磁性和超导性，QFT 提供了一种将大量粒子系统进行系统性、非微扰处理的强大工具。 本书《量子场论在凝聚态物理中的应用》旨在为具有坚实量子力学和统计物理学基础的研究生、博士后及资深科研人员，提供一个全面而深入的视角，探讨如何利用费曼图、重整化群（Renormalization Group, RG）以及有效场论（Effective Field Theory, EFT）等技术，精确刻画凝聚态系统中复杂的集体激发行为。 我们认识到，许多凝聚态现象，如电子的准粒子行为、晶格振动（声子）、磁性序的形成以及拓扑物态的出现，本质上都是由大量的相互作用粒子所产生的。这些系统在高温或低能极限下，往往难以用简单的单体近似来描述。量子场论，特别是其在有限温度和非平衡态下的拓展，为解决这些“多体问题”提供了必要的理论语言。 核心内容模块：系统性构建场论框架 本书的结构紧凑且逻辑严密，分为四个主要部分，层层递进地介绍了将 QFT 思想引入凝聚态物理的关键步骤和最新进展。 第一部分：基础概念与费曼规则的建立 本部分侧重于建立描述凝聚态系统的核心场论工具。我们首先回顾非相对论量子场论的基本公设，特别是二次量子化在描述电子（费米子场）和光子/声子（玻色子场）中的应用。重点讨论如何为特定系统构建哈密顿量及其对应的拉格朗日量密度。 格林函数与关联函数： 详细阐述了时间序、反时间序格林函数在计算物理可观测量中的核心地位。本书将费曼图的解析构造与宏观物理量（如激发谱、输运系数）的联系进行了清晰的梳理。 微扰论与费曼图： 针对电子-电子散射、电子-声子耦合等系统，我们详尽推导了不同阶的费曼图及其相应的计算规则。特别强调了在凝聚态环境中，必须考虑禁戒效应（Pauli Blocking）和有限化学势对微扰展开的影响。 虚时间与路径积分： 引入热力学极限下的路径积分表述，并详细讨论了Matsubara 频率的离散结构及其在有限温度计算中的应用，为后续的超导和磁性分析打下基础。 第二部分：电子系统的多体理论 此部分聚焦于描述电子在周期性势场中的行为，这是半导体、金属和绝缘体物理学的核心。 Bloch 理论与微扰： 从晶体微扰论出发，系统地引入库仑相互作用项，并应用平均场理论（Mean-Field Theory）来处理长程的电子相互作用，导出了Hartree-Fock 近似及其在描述铁磁性或反铁磁性中的局限性。 超越平均场： 详细探讨了链式近似（Ladder Approximation）在描述介孔效应和准粒子衰减中的应用。重点阐述了 随机相位近似（Random Phase Approximation, RPA），并将其应用于金属的集体激发（如朗道阻尼和等离子体振荡）的精确描述。 多体微扰理论（MBPT）的高级应用： 引入$GW$ 近似，用于精确计算电子的准粒子能量和光电离能。本书将 $GW$ 框架与贝特-沙普-霍夫曼（Bethe-Salpeter）方程结合，探讨了激子和电荷转移激发态的计算方法。 第三部分：晶格动力学与电子-声子耦合 本部分将焦点从纯电子系统扩展到电子与原子振动（声子）的耦合系统，这是理解许多介电、压电和超导现象的关键。 声子场论： 运用玻色子场论描述晶格的宏观振动，推导出晶格动力学中的色散关系，并讨论非谐振效应对热力学性质的贡献。 电子-声子相互作用： 系统地构建电子-声子耦合的拉格朗日量。通过二阶微扰论，推导出电子自能中由声子散射引起的贡献，这直接决定了电子的有限寿命和电阻的温度依赖性。 BCS 理论的场论重构： 深入分析了 Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) 理论的微观起源。我们利用Cooper 对的玻色化，展示了如何将低温下的配对问题转化为一个有效玻色子模型，并讨论了超导相变中的涨落效应。 第四部分：重整化群与相变 本书的最后一部分将 QFT 的核心技术——重整化群（RG）——应用于凝聚态中的临界现象和拓扑相。 连续重整化群（RG）： 详细介绍 Wilsonian RG 思想，如何通过“积分掉”高能自由度来提取系统的有效低能物理。重点讨论了场论中的 RG 流程，包括固定点、流量方程以及如何计算临界指数。 临界现象： 利用 RG 方法，系统分析了伊辛模型（Ising Model）和XY 模型的二维/三维系统中的相变。通过计算 $epsilon$ 展开（渐近自由性与微扰的局限性），精确确定了临界系统的普适性类别。 拓扑场论简介： 作为对前述线性近似的延伸，本书简要介绍了如何使用Chern-Simons 理论来描述二维电子气中的分数量子霍尔效应，以及如何利用场论工具区分拓扑绝缘体和普通绝缘体。 读者对象与本书特色 本书的编写风格力求严谨而富有洞察力，避免了过于初级的概念重复，直接面向掌握了成熟的量子统计物理工具的读者。 本书特色包括： 1. 严格的数学推导： 每一个关键结果（如 $GW$ 修正、RPA 极点）都提供了清晰的、从基本原理出发的推导路径。 2. 强调物理直觉： 尽管工具复杂，但本书始终强调费曼图和 RG 变换背后所代表的物理图像，帮助读者理解为什么某些近似在特定物理情境下是有效的。 3. 连接前沿研究： 书中包含了对关联电子体系（如 Mott 绝缘体）和非平衡态场论处理的最新进展的讨论，使读者能够迅速进入当前的研究前沿。 通过研读本书，读者将能熟练掌握运用现代量子场论技术来解析凝聚态物理中复杂多体问题的能力，从而对从晶体生长到器件物理的广泛领域建立起深刻的理论认识。

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