Light Scattering in Solids VII pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer-Verlag Telos

作者:Cardona, M.; Cardona, Manuel; Guntherodt, G.

出品人:

页数:303

译者:

出版时间:1999-11

价格:USD 229.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9783540660750

丛书系列:

图书标签:

• Light scattering
• Solids
• Materials science
• Physics
• Optics
• Nanomaterials
• Characterization
• Spectroscopy
• Photonics
• Crystallography

凝聚态物理前沿进展：从新材料到极端条件下的光与物质相互作用 本书旨在全面梳理当前凝聚态物理领域，特别是光与物质相互作用研究的最新突破和未来发展方向。 本书汇集了多位国际知名学者的最新研究成果，内容涵盖了从基础理论到尖端实验技术的广泛领域，特别侧重于新型量子材料、复杂物态的激发调控以及极端环境（如超低温、高压、强磁场）下光响应特性的深入探讨。 --- 第一部分：量子材料中的光激发与动力学 本部分聚焦于近年来涌现的具有独特电子结构和拓扑性质的新型量子材料，探讨光作为一种非侵入性且高时空分辨率的探测和调控手段，如何在这些材料中激发、观测和控制其复杂的集体激发模式。 第一章：二维材料及其范德华异质结的光学特性 本章深入探讨了石墨烯、过渡金属硫族化物（TMDs）以及黑磷等二维材料的带隙工程和激子物理。重点讨论了通过层间耦合和外部电场/光场调控的激子复合、能量转移机制，以及它们在光电器件中的潜在应用。具体内容包括： 第一节：单层与多层TMDs中的室温激子：分析了A、B、C激子态的能量和寿命，以及界面缺陷对激子特性的影响。 第二节：范德华异质结中的能带错位和电荷转移：阐述了如何利用光激发来探测界面处的能带景观和超快电荷分离过程。 第三节：二维材料中的光致拉曼散射：讨论了拉曼光谱在表征晶格振动、应力、掺杂和拓扑相变中的应用，特别关注低维结构下的选择定则变化。 第二章：拓扑材料的光学响应 本章关注拓扑绝缘体、拓扑半金属以及拓扑超导体在光照下的特殊行为。拓扑性质对光场的响应往往具有独特的对称性保护。 第一节：拓扑表面态与体态的激发：利用太赫兹（THz）和远红外光谱，区分和表征拓扑材料中表面态和体态的电子激发。 第二节：手性磁体与光诱导的磁化：探讨在具有手性磁结构（如磁斯格明子晶格）的材料中，通过圆偏振光诱导磁矩翻转或产生非互易光响应的机制。 第三节：拓扑超导体的光激发能隙探测：介绍如何利用超快光谱技术，在非平衡态下探测超导能隙的动态变化和电荷泵浦效应。 第三章：强关联电子体系的光激发 强关联系统（如Mott绝缘体、重费米子系统）的电子行为由电子间的库仑排斥主导，其光响应往往伴随着相变和莫特绝缘体到金属的转变。 第一节：电荷密度波（CDW）的超快动力学：详细分析了使用飞秒激光脉冲激发CDW材料时，观测到的“声子软化”和超导（如果存在）的恢复过程。 第二节：Mott绝缘体的光激发相变：讨论光场如何打破或重构Mott相，以及如何利用多色泵浦-探测实验来解析激发态的寿命和弛豫路径。 --- 第二部分：极端条件下的光物理与物态调控 本部分将视角转向在极端物理条件下（超低温、高静水压、强磁场）下，材料的光学性质和内在物态所发生的奇异变化。 第四章：高压物理中的光散射与光谱学 高静水压力是驱动物质产生新物态的有效手段。本章集中讨论在金刚石对顶砧（DAC）等高压设备中，如何结合光谱技术进行原位测量。 第一节：压力诱导的晶格结构变化与声子谱：分析高压下声子频率的蓝移、峰展宽，以及新声子模的出现，以确定压力下的结构相变点。 第二节：压力对电子能带结构的影响：利用光吸收和光致发光（PL）技术，跟踪压力下带隙的收缩或膨胀，特别是对半导体到金属转变的监测。 第三节：高压下的光激发超导机制：介绍在数百万个大气压下，氢化物等材料中超导电性的光激发证据和相关机理探讨。 第五章：强磁场下的量子光学效应 在强磁场环境中，洛伦兹力对电子轨道运动的限制，使得光学性质展现出显著的磁场依赖性，如法拉第旋转和磁圆二色性。 第一节：磁场对激子能级的蓝移与磁致圆偏振发光（MEPL）：探讨在强磁场下量子阱和TMDs中激子能级的Zeeman分裂，以及如何利用圆偏振光测量磁化强度。 第二节：磁场对低能激发和磁振子的影响：介绍如何利用THz和微波光谱技术，探测磁场诱导的磁振子谱（Magnon Spectrum）和磁斯格明子的集体激发。 第三节：强磁场下的量子霍尔效应光学表征：讨论在量子霍尔平台中，如何利用分数量子霍尔效应的边缘态的光致激发和隧穿机制。 --- 第三部分：先进光谱技术与非平衡态研究 本部分关注用于实现超快、高空间分辨率测量的最新实验技术，以及这些技术如何应用于探索材料在非平衡态下的瞬态行为。 第六章：太赫兹（THz）时域光谱学的最新进展 THz波段位于红外和微波之间，是研究低能激发（如声子、磁振子、超导能隙）的理想工具。 第一节：超快电场泵浦与THz生成：介绍了利用光整流效应和光电导天线生成超宽带、高强度THz脉冲的新技术。 第二节：非线性THz光谱：探测低频磁激发：探讨如何利用THz波段的非线性响应，特别是与自旋相关的非线性效应，来分辨复杂的磁结构。 第三节：THz吸收光谱在水合物和生物体系中的应用：展示了该技术在软物质和介质中分子振动和转动模式研究中的高灵敏度优势。 第七章：非线性光学与高次谐波产生 本章讨论材料对强激光场的非线性响应，特别是高次谐波产生（HHG）作为一种“电子显微镜”在探测瞬态电子结构中的应用。 第一节：高次谐波在关联材料中的产生机制：分析了在强场驱动下，电子在晶格势场中的周期性运动和高次谐波的谱结构如何编码了材料的电子能带和晶格动力学。 第二节：高次谐波在拓扑相识别中的应用：介绍如何通过观察特定空间对称性破缺时HHG谱线的变化，来识别拓扑相变。 第三节：电场驱动的非平衡态电子输运建模：结合密度泛函理论（TD-DFT）和经典轨迹模型，模拟强激光场下电子的非线性动力学行为。 第八章：光刻刻蚀与超快结构重构 本章关注如何利用高能量密度的激光脉冲，在材料表面或内部实现精确的结构修改，并同步监测其瞬态响应。 第一节：飞秒激光诱导的相分离与界面调控：探讨超快激光加热如何导致材料在纳秒尺度内发生固-固相变，形成非平衡相。 第二节：光致晶格畸变与声子非线性耦合：分析激光脉冲对晶格振动的影响，特别是三阶非线性耦合项（如Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou问题在晶格中的体现）。 --- 本书的读者对象 为凝聚态物理、材料科学、光学工程以及相关领域的科研人员、博士后及高年级研究生。通过本书的系统论述，读者将能够全面掌握当前前沿研究工具和理论框架，为未来的创新性研究奠定坚实基础。

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我必须承认，这本书的深度远超我的预期，它像是一部需要反复研读的经典文献集，而非快餐式的科普读物。如果你是初次接触凝聚态物理或光谱学领域，我建议你先建立起扎实的量子力学基础，否则直接面对这些内容可能会感到非常吃力。书中对布里渊散射和拉曼散射机制的深入探讨，尤其是关于声子和电子耦合的精妙解析，展现了作者在这一领域几十年积累的真知灼见。其中关于温度依赖性和应力对散射截面影响的分析，我个人觉得处理得最为精彩。作者没有满足于简单的现象描述，而是深入到了微观的晶格振动模型，构建了一个严谨的理论框架。那种将宏观可测量的信号，通过精密的物理模型还原到微观粒子相互作用的叙事方式，具有极强的说服力和美感。对于已经有一定基础的研究人员来说，这本书无疑是一本极佳的参考手册，可以随时查阅那些被我们遗忘已久的关键公式和边界条件。

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这本书的侧重点似乎完全放在了“固体”这个具体的介质上，这一点从书名就能窥见一斑，但其广度也令人称奇。我惊喜地发现，作者并没有将讨论局限在传统的单晶硅或半导体上，而是拓展到了无序体系，例如玻璃和非晶态材料中的局域激发。这部分内容的论述，尤其考验了作者对统计物理和局域化理论的掌握程度。他对“局域化”如何影响散射寿命和线宽的解释，提供了一种全新的视角来理解非晶态物质的光学特性。此外，关于强耦合体系中的极化激元（Polaritons）的章节，虽然篇幅不算长，但其理论框架的搭建堪称艺术品，将光和物质的相互作用提升到了一个全新的复杂层次。读完这些部分，我感觉自己对“散射”这个概念的理解被极大地拓宽了，它不再仅仅是光束穿过介质后的简单偏转，而是一个涉及能量、动量和自旋的复杂量子交换过程。

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这本书的价值，并不仅仅体现在那些密密麻麻的公式和理论推导上，更在于它所构建的一个完整的知识体系。它成功地将基础的光学原理、量子力学的概念，与凝聚态物理中的晶体学、声子理论、电子结构等多个分支巧妙地编织在一起。阅读的最后，我有一种强烈的成就感，仿佛完成了一次对复杂物理世界的深度探险。不同于许多只侧重于描述性研究的著作，这本书强调的是“为什么”和“如何计算”，这对于培养一个严谨的物理学思维至关重要。它教会了我如何从一个实验观测值出发，追溯到其最基本的物理根源，并用数学语言进行精确的量化描述。对于任何致力于深入研究固体光学性质的学者而言，这本书不仅是知识的宝库，更是一座思维的灯塔，指引着研究的方向和深度。

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这本书的装帧和排版实在让人眼前一亮，那种深沉的蓝色调搭配上精致的字体设计，光是放在书架上就显得分外有品味。我原本对这种专业性极强的物理学著作抱持着一丝敬畏，但翻开第一页后，那种对知识的渴望瞬间就被点燃了。作者对实验细节的描绘简直是教科书级别的典范，每一个步骤、每一种参数的选取，都蕴含着深厚的经验和对物理现象的深刻理解。尤其是在描述多重散射现象时，那些复杂的数学推导被拆解得井然有序，即便我对某些高阶积分感到吃力，也能凭借着清晰的逻辑链条勉强跟上思路。这不像是一些干巴巴的理论汇编，它更像是一位经验丰富的老教授，耐心地引导你穿越一片充满挑战的知识丛林，让你在理解的瞬间感受到豁然开朗的喜悦。阅读过程中，我多次停下来，不是因为内容晦涩，而是因为那些巧妙的比喻和类比，将抽象的波粒相互作用具象化，极大地降低了初学者的入门门槛。

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坦率地说，这本书的阅读体验并不总是轻松愉快的，其中关于高压和超低温条件下散射行为的章节，对于非专业背景的读者来说，几乎是一道难以逾越的鸿沟。作者似乎假设读者对高压物理的实验技术有着相当的了解，因此在对实验装置的描述上非常简洁，完全没有做多余的铺垫。对于我这种主要关注材料性质而非实验方法的读者来说，这部分内容显得有些晦涩，需要花费大量时间去查阅辅助文献来理解其背后的实验挑战。然而，正是这种近乎“冷酷”的专业性，使得这本书成为特定领域研究者案头不可替代的工具书。它没有为了迎合大众而稀释理论的纯粹性，保持了一种对科学真理的执着和尊重。如果你想了解在极端物理条件下，材料的光学指纹会发生怎样的奇特变化，这本书提供了最前沿、最深入的见解。

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