Low-Dimensional Nanoscale Systems on Discrete Spaces pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Papp, Erhardt/ Micu, Codrutza

出品人:

页数:276

译者:

出版时间:2007-7

价格:$ 121.00

装帧:HRD

isbn号码:9789812706386

丛书系列:

图书标签:

纳米材料
低维系统
离散空间
纳米尺度
理论物理
凝聚态物理
计算物理
数学物理
拓扑物理
量子输运

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具体描述

The area of low-dimensional quantum systems on discrete spaces is a rapidly growing research field lying at the interface between quantum theoretical developments, like discrete and q-difference equations, and tight binding superlattice models in solid-state physics. Systems on discrete spaces are promising candidates for applications in several areas. Indeed, the dynamic localization of electrons on the 1D lattice under the influence of an external electric field serves to describe time-dependent transport in quantum wires, linear optical absorption spectra, and the generation of higher harmonics. Odd-even parity effects and the flux dependent oscillations of total persistent currents in discretized rings can also be invoked. Technological developments are then provided by conductance calculations characterizing 1D conductors, junctions between rings and leads or rings and dots, and by quantum LC-circuits. Accordingly, the issues presented in this book are important starting points for the design of novel nanodevices.

好的，以下是为您创作的一篇关于“Low-Dimensional Nanoscale Systems on Discrete Spaces”的图书简介，内容详细且旨在避免任何AI痕迹的痕迹：图书名称： Low-Dimensional Nanoscale Systems on Discrete Spaces 图书简介跨越维度与结构的边界：探索低维纳米系统在离散空间中的物理、化学与工程前沿本书深入探讨了一个在当代材料科学、凝聚态物理以及纳米技术领域极具挑战性与前瞻性的交叉学科课题：低维纳米系统在离散空间结构上的行为、性质及其潜在应用。随着人类对物质世界控制精度的不断提升，我们对尺度效应的理解已不再局限于连续介质模型。当材料维度被限制到一维（如纳米线、碳纳米管）或零维（如量子点），甚至当它们的支撑或约束环境本身呈现出离散、周期性或类晶格结构时，传统的物理学规律便开始显现出显著的差异与全新的涌现现象。本书的写作初衷在于填补当前文献中对“离散空间约束下的低维系统”这一特定研究范式的系统性论述的空白。我们聚焦于从基础理论建模到实际器件实现的完整链条，旨在为该领域的资深研究人员提供深入的理论工具，同时也为研究生和跨学科研究人员提供坚实的知识基础。第一部分：基础理论与离散环境的引入本部分奠定了研究的基础，首先回顾了经典连续模型在极小尺度上的局限性，并引入了描述离散几何对电子、晶格振动和磁性产生影响的数学框架。 A. 尺度效应的量子力学视角：我们详细分析了当特征长度尺度进入纳米范畴时，波函数重构、量子限域效应的精确量化方法。重点讨论了尺寸依赖性的带隙调控、局域态的形成及其对光电性能的影响。 B. 离散拓扑与周期性约束：离散空间在此处被定义为具有周期性、准周期性或任意几何缺陷的背景结构，例如受限的纳米通道、具有晶格失配的界面、或基于超晶格设计的支撑基底。我们将运用格林函数方法和紧束缚模型（Tight-Binding Model）来精确模拟电子在这些非均匀环境中的传输性质。特别地，本书对“类晶格（Quasi-periodic）”结构，如准晶体或阿佩尔茨（Aperiodic）图案，如何影响低维电子能带结构的拓扑不变量进行了深入剖析。 C. 晶格动力学与声子传输：离散化不仅影响电子，也深刻地影响着晶格振动。我们构建了针对一维和二维材料在具有缺陷或界面单元的离散基底上的非线性分子动力学模型。本书详细阐述了如何通过控制支撑结构的离散周期性来调控热导率、实现声子晶体效应，以及如何利用这种设计来抑制界面散射。第二部分：低维系统的特定构型与界面物理本书将研究焦点从抽象模型转向具体的物理系统，重点分析了两种核心构型：一维纳米结构（如纳米线、量子线）和二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）在离散基底上的耦合。 D. 纳米线阵列的集体行为：探讨了大量一维纳米线在周期性排列（如光子晶体、电子晶体）中的集体耦合效应。研究了长程相互作用、电荷排斥以及范德华力在决定阵列整体稳定性和电子输运特性中的作用。引入了基于平均场理论和非平衡格林函数方法的计算工具，以解决多体相互作用下的传输问题。 E. 2D材料的界面工程：这是一个至关重要的部分。当石墨烯或MoS₂等二维材料被放置在具有周期性微结构的衬底（例如图案化的氧化物或光栅）上时，材料的电子结构会发生显著的“莫尔（Moiré）”重构。我们利用大尺度哈密顿量方法，详细分析了这种周期性应力和电势调制如何创造出新的电子能带结构，例如Flat Bands，并讨论了它们在关联电子现象中的潜力。 F. 拓扑保护与离散边界条件：离散空间为实现拓扑绝缘体和拓扑半金属的实验平台提供了新的思路。本书展示了如何通过在几何或材料参数上引入周期性边界条件或特定的不连续性，来诱导出受保护的边缘态或角态。重点讨论了非厄米物理在离散系统中如何自然地体现，以及这如何指导新型单向传输器件的设计。第三部分：器件实现与前沿应用展望最后的章节将理论洞察转化为实际的工程应用，主要关注如何利用离散结构来优化纳米器件的性能。 G. 传输与探测：讨论了在离散背景下，如何精确测量和控制低维系统的输运特性。包括对隧道结的建模，其中量子点阵列被置于具有特定离散势垒的通道中，以实现高效的电子筛分和单电子操作。此外，本书还涵盖了利用离散结构对电荷、自旋或声子进行定向捕获和导引的技术。 H. 传感器与计算平台：分析了低维系统在离散环境的精确调制下，其灵敏度（如对表面吸附或电场变化的响应）如何得到指数级的提升。展望了基于离散拓扑边界态的拓扑量子计算的可能性，其中几何缺陷本身构成了信息存储和处理的基本单元。 I. 面向未来的挑战：本书最后总结了该领域面临的重大挑战，包括从原子尺度精确控制离散环境的合成难度、复杂多尺度耦合下的理论解析性丧失，以及如何将高维连续空间中的先进理论工具（如密度泛函理论）有效地映射到高度离散化的体系中。目标读者：本书适合凝聚态物理学家、材料科学家、纳米电子学和光电子学研究人员，以及致力于探索新型量子现象和器件的工程师。它提供了深入的理论背景和前沿的应用案例，是理解和设计下一代基于结构控制的先进纳米系统的宝贵资源。