Atomic Multielectron Processes pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Shevel'ko, V. P.; Lebedev, P. N.; Tawara, H.

出品人:

页数:188

译者:

出版时间:

价格:1870.10元

装帧:

isbn号码:9783540642350

丛书系列:

图书标签:

• 原子物理
• 多电子过程
• 原子碰撞
• 电离
• 激发
• 复合
• 光谱学
• 量子力学
• 电子结构
• 等离子体物理

跨越边界：现代材料的电子结构与动态行为 本书聚焦于凝聚态物理、材料科学以及量子化学交叉领域的前沿研究，深入探讨了复杂材料体系中电子的集体行为、局域激发以及它们在光与物质相互作用中的动态响应。 本书旨在为高年级本科生、研究生以及从事相关领域研究的科研人员提供一个全面而深入的视角，理解从原子尺度到宏观性能的电子过程如何驱动材料的功能。 第一部分：基础理论框架与模型的建立 本书首先奠定了理解多电子体系的关键理论基础。我们不再局限于单电子近似，而是着眼于电子间的关联效应（Correlation Effects）如何重塑材料的能带结构和电学特性。 第一章：关联电子系统的量子力学描述 本章详细阐述了处理多体薛定谔方程的挑战与策略。我们将从基础的Hartree-Fock（HF）方法出发，探讨其局限性，特别是对电子离域化和电子-电子斥力的处理不足。随后，重点介绍密度泛函理论（Density Functional Theory, DFT）的现代发展，包括精确交换-关联泛函（如GGA+U, Hybrid Functionals）的构建原则及其在描述过渡金属氧化物和稀土材料中的关键作用。我们探讨了如何通过精确计算激发态，例如使用时间依赖性密度泛函理论（TD-DFT）来预测吸收光谱和光响应特性。 第二章：晶体场理论与能带结构工程 本章深入探讨了周期性边界条件下电子的运动规律。从紧束缚模型（Tight-Binding Model）出发，逐步构建起描述半导体、绝缘体和金属的能带结构框架。着重分析了晶体场分裂（Crystal Field Splitting）和自旋轨道耦合（Spin-Orbit Coupling, SOC）对电子态的影响，特别是在拓扑材料和具有强磁性的体系中。我们详细讨论了如何通过改变晶格常数、外部应力或引入掺杂，来系统性地调控材料的费米面位置和带隙大小，实现材料性能的“工程化设计”。 第三章：微扰理论与激发态的解析 对于许多实际材料问题，精确求解难以实现，因此微扰理论成为不可或缺的工具。本章系统回顾了时间无关和时间相关的微扰理论。我们应用这些理论来分析电子的局域激发，如极化子（Polarons）的形成机制及其对电荷传输的影响。此外，着重介绍了Green函数方法在描述电子自能（Self-Energy）和准粒子激发方面的优势，这是连接从头算预测与实验观测的关键桥梁。 第二部分：动量空间与实空间中的电子动力学 本部分转向描述电子在时空维度上的演化，聚焦于材料如何响应外部场的驱动，特别是光辐射和电场。 第四章：电子-声子耦合与热力学过程 电子系统并非孤立存在，与晶格振动（声子）的耦合是决定材料热学和输运性质的核心因素。本章详细分析了电子-声子耦合的微观机制，包括费曼-图（Feynman Diagrams）在描述电子弛豫过程中的应用。我们探讨了如何利用计算方法预测电子的寿命、声子散射率以及材料的电子比热容。讨论延伸至强耦合体系，如极性材料中的载流子局域化问题。 第五章：光诱导的瞬态电子过程 随着超快光谱技术的发展，研究材料在皮秒和飞秒尺度下的瞬态行为变得至关重要。本章侧重于光吸收、载流子产生、弛豫和复合的动力学过程。通过TD-DFT和更高级的非平衡态格林函数（NEGF）方法，我们模拟了光子激发后电子如何从价带跃迁至导带，以及载流子如何通过电子-电子和电子-声子相互作用耗散能量。特别关注了有机半导体和钙钛矿材料中的激子（Exciton）动力学和电荷分离效率。 第六章：电荷传输与输运性质的计算模型 本章致力于将电子结构计算与宏观输运系数（如电导率、霍尔系数、热电优值ZT）联系起来。我们引入了 Boltzmann 输运方程框架，并讨论了如何利用DFT计算的能带结构和费米面信息，结合玻尔兹曼输运方程，来预测材料的各项输运系数。重点分析了无序效应和晶界对电荷迁移率的影响，为热电材料和新型晶体管材料的筛选提供了计算指导。 第三部分：前沿材料中的电子关联与拓扑特性 本书的最后一部分将理论工具应用于当前物理学和材料科学中最具挑战性的领域。 第七章：强关联电子系统与相变 在许多尖端材料中，电子之间的库仑排斥力变得与动能同等重要，导致了传统能带理论的失效。本章探讨了如Hubbard模型、t-J模型在描述强关联现象中的核心作用。我们分析了Mott绝缘体的形成机理、电荷密度波（Charge Density Waves, CDW）的发生条件以及高温超导体的基本电子特征。探讨了如何利用DMFT（Dynamical Mean-Field Theory）等先进方法来精确描述这些复杂物态的基态和激发态。 第八章：拓扑材料中的电子结构 拓扑绝缘体和半金属是近年来物理学研究的热点。本章详细介绍了拓扑不变量（如Chern数、Z2不变量）的物理意义及其与晶体对称性的联系。我们利用强相关的拓扑理论（如时间反演对称性保护的拓扑相）来指导新型拓扑材料的预测与设计，特别是关注于手性磁体和非厄米系统的电子行为。 第九章：表面与界面电子结构 材料的实际应用往往依赖于其表面或界面特性。本章分析了电子在不同材料交界面处的重构、电荷转移和能级失配问题。通过计算表面吸附、催化反应中的电子态变化，我们展示了如何利用第一性原理方法模拟异质结中的界面效应，这对电池电极、催化剂和传感器设计至关重要。 本书的结构旨在提供一个逻辑连贯的知识体系，从基本的量子力学描述，到如何处理电子间的复杂相互作用，最终应用于预测和理解现代功能材料的关键电子特性。每一章节都配有详细的数学推导和对实际计算结果的深入解读，以期培养读者利用计算工具解决前沿材料科学问题的能力。

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这本书的封面设计就足够吸引眼球了，金属质感的原子模型，深邃的背景，让人立刻感受到它所蕴含的科学的厚重感。虽然我还没来得及深入阅读，但光是浏览一下目录和前言，就足以让我对它充满期待。它似乎并非一本浅尝辄止的科普读物，而是真正触及了多电子系统在原子尺度上的复杂行为。我一直对原子物理中的量子力学概念着迷，特别是当电子数量增加时，相互作用带来的非凡现象。我很好奇书中是如何循序渐进地讲解这些复杂概念的，是否能用清晰易懂的语言，将那些抽象的数学模型具象化，让非专业读者也能领略其中的奥妙。同时，我也期待书中会涉及到一些前沿的研究进展，比如在新型材料设计、量子计算或者天体物理学等领域，多电子原子过程可能扮演的关键角色。这本书的出版，无疑为我们提供了一个深入了解原子微观世界的绝佳窗口。

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我翻开这本书，扑面而来的是一种浓厚的学术气息。它似乎是一部致力于深入探讨原子内部多电子系统复杂动力学的权威著作。虽然我主要关注的领域是实验物理，但我深知理论的指导作用至关重要。我希望这本书能够为我提供一个坚实的理论基础，让我更好地理解在实验中观测到的各种现象。例如，在光谱分析中，多电子相互作用往往是导致复杂谱线结构和能量跃迁的关键因素。我想知道书中是否会详细阐述这些相互作用的量子力学描述，以及如何通过理论计算来预测和解释实验结果。同时，我也对书中可能提及的各种近似方法和计算技术很感兴趣，毕竟在处理复杂的量子多体问题时，这些工具必不可少。这本书的深度和广度，很可能会为我的研究提供新的思路和方法。

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当我看到这本书的标题时，脑海中立刻浮现出那些关于量子世界最深邃的谜团。原子，这个被认为是基本粒子构成的单元，当内部拥有不止一个电子时，情况就变得异常复杂和迷人。我一直对原子碰撞、激发态以及电子发射等过程感到好奇。这些过程的背后，一定是多电子之间错综复杂的作用在起着决定性因素。我期望这本书能够以一种既严谨又不失启发性的方式，揭示这些过程的内在机理。它是否会介绍一些经典的理论模型，同时也会引入一些最新的计算方法和实验观测手段？我希望它能够帮助我理解，在极端的物理条件下，多电子原子会展现出怎样的非凡行为，从而推动我们对物质本质的认知达到新的高度。

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第一眼看到这本书，我就被它严谨的标题所吸引。"Atomic Multielectron Processes"——这名字本身就透露着一种深入骨髓的科学探索精神。虽然我并不是这个领域的专家，但我一直对物理学，尤其是量子物理的魅力深深着迷。我常常思考，构成我们物质世界的微小粒子，在聚集在一起时，会发生怎样令人难以置信的相互作用？多电子系统，这个听起来就充满挑战的概念，想必是研究原子行为的核心。我尤其好奇书中会如何处理电子之间的排斥力、量子纠缠等复杂的相互作用，以及这些作用如何影响原子的光谱、化学性质乃至宏观世界的演变。这本书能否成为我探索量子世界的“向导”，带领我穿越纷繁的公式和理论，直观地理解那些肉眼不可见的物理实在，这让我充满了期待。

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这本书以一个非常具体和专业的角度切入，聚焦于原子中多电子相互作用这一核心问题。这让我联想到，在许多物理现象的根源，都隐藏着如此复杂的微观动力学。我一直对原子和分子的光谱学很感兴趣，而多电子系统的精确描述对于理解和预测光谱的行为至关重要。例如，如何准确计算电子能级、振动和转动跃迁，以及如何解释一些反常的光谱现象，都离不开对电子之间相互作用的深刻理解。这本书的出现，是否意味着可以更精确地模拟和计算这些过程？是否能帮助我们理解在不同环境条件下（如强激光场、等离子体等）多电子系统的独特响应？这本书的出版，对于那些在计算化学、原子分子物理等领域深耕的研究者来说，无疑是一笔宝贵的财富。

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