Excitonic And Vibrational Dynamics In Nanotechnology pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Pan Stanford Publishing

作者:Svetlana V. Kilina

出品人:

页数:200

译者:

出版时间:2009-05-12

价格:USD 129.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9789814241304

丛书系列:

图书标签:

纳米技术
激子
振动
量子点
光谱学
材料科学
超快光谱
半导体
纳米材料
光物理学

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到小美书屋

book.quotespace.org

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

Rapid advances in chemical synthesis and fabrication techniques have led to novel nano-sized materials that exhibit original and often unforeseen properties. One of the greatest advantages of these nano-systems is that their electronic and optical properties can be controlled, not only by the material's inherent features, but also by the sample's size, shape, and topology. This flexibility makes them ideal for applications in several fields, ranging from electronics and optoelectronics to biology and medicine. However, in order to design nanoelectronic devices, a clear understanding of their fundamental properties is needed. Semiconductor quantum dots (QDs) and single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) are two of the most promising examples of low-dimensional nanomaterials. These two types of nano-systems have been chosen for the extensive studies presented in this book.

The book investigates QDs and SWCNTs using quantum-chemical calculations that describe intricate details of excited state phenomena, and provides information about the mechanisms that occur on the atomic level and that are extremely difficult if not impossible to probe experimentally. It delivers, consistently and coherently, a novel approach to the nanomaterials which is promising for today's technologies as well as their future. This approach elegantly overcomes computational difficulties known in the field, and shares ways to reach top performance in description of combined quantum effects of molecular vibrations and exciton formation on the realistic size numerical models. The reader will acquire the pioneering methodology supported by most recent original results, prospectively applicable to the design of new nano-devices.

好的，这是一本关于物理学、材料科学和前沿技术领域的综合性著作的详细简介，其内容涵盖了跨学科研究的前沿进展。 --- 《拓扑量子材料中的新颖电子态与相变》书籍概览本书是一部深入探讨拓扑量子材料领域前沿进展的权威性专著。它系统地梳理了近年来在新型拓扑材料的发现、其内在的拓扑性质及其在凝聚态物理和信息科学中潜在应用方面的关键性突破。全书内容聚焦于理论预测、先进实验技术以及对这些奇异物态的精确调控，旨在为材料科学家、凝聚态物理学家以及致力于开发下一代电子器件的研究人员提供一个全面且深刻的视角。本书结构严谨，内容前沿，不仅覆盖了拓扑绝缘体、拓扑半金属等经典领域，更深入剖析了拓扑超导、手性拓扑态以及拓扑马约拉纳费米子等更具挑战性的前沿课题。它特别强调了材料的几何结构、对称性保护机制与电子能带拓扑荷之间的内在联系，并探讨了如何通过外部扰动（如应力、磁场或电场）来诱导或操纵这些拓扑相。 --- 第一部分：拓扑序与对称性保护本部分奠定了理解拓扑量子现象的理论基础。第一章：凝聚态物理中的对称性与序参量本章回顾了朗道理论在描述传统相变中的局限性，并引入了拓扑序的概念，强调了拓扑序对局部顺序的超越性。详细阐述了晶体物理中的空间群对称性、时间反演对称性（TRS）、粒子-空穴对称性（PCHS）以及手性对称性在保护拓扑边界态中的核心作用。第二章：拓扑不变量与陈类理论本章聚焦于数学工具，介绍了贝里曲率、贝里相位及其在能带结构中的积分效应。深入讲解了布里渊区上的拓扑不变量（如陈数、$Z_2$不变量）的计算方法，解释了这些不变量如何作为拓扑相的“指纹”，区分不同拓扑相态。第三章：拓扑绝缘体与拓扑晶体绝缘体详细分析了二维和三维拓扑绝缘体（TIs）的电子结构。重点讨论了 $Z_2$ 拓扑不变量与时间反演对称性保护下的狄拉克表面态之间的对应关系。随后，扩展讨论了拓扑晶体绝缘体（TCIs），阐明了晶体对称性（如镜面反射或旋转对称性）如何提供额外的保护，形成更鲁棒的边界态。 --- 第二部分：拓扑半金属与线性色散本部分专注于描述零带隙拓扑材料——拓扑半金属。第四章：狄拉克和外尔半金属本章详细阐述了狄拉克点和外尔点在布里渊区中的形成机制。探讨了费米子质量的消失如何导致线性色散关系，以及这些点的存在如何打破时间反演对称性（外尔）或空间反演对称性（狄拉克）。重点分析了外尔点对的拓扑荷及其伴随的“虫洞”效应和霍尔效应。第五章：节点线和高阶拓扑材料超越零维点，本章深入研究了拓扑节点线（Dirac/Weyl Nodal Lines）——一维闭合的色散线结构。讨论了这些结构如何导致表面态形成环形或多边形结构。同时，介绍了高阶拓扑绝缘体（HOTIs）的概念，探讨了如何通过维度递减的方式来定义拓扑保护的角态（Corner States）和边缘态（Edge States）。第六章：磁性拓扑材料与反常霍尔效应讨论了通过引入磁性来打破时间反演对称性，从而实现“可寻址”拓扑相的策略。重点分析了磁性外尔半金属中产生的巨大反常霍尔电导率（AHE）及其与体态拓扑荷的直接联系。讨论了如何通过磁性掺杂或层间耦合来精确控制磁性翻转与拓扑相变。 --- 第三部分：拓扑超导与马约拉纳费米子本部分探索了拓扑材料与超导现象的结合，这是实现拓扑量子计算的关键领域。第七章：拓扑超导体的分类与理论基础概述了无能隙（gapless）和有能隙（gapped）拓扑超导体的分类系统，特别是基于Pfaffian或Kasteleyn矩阵的理论框架。引入了巴丁-库珀对（BCS）理论与拓扑保护的耦合机制。第八章：界面诱导的拓扑超导本章着重于实验实现。详细介绍了如何利用界面效应，例如将传统s波超导体与强自旋轨道耦合的拓扑绝缘体进行异质结耦合，从而诱导产生具有拓扑性质的超导相。讨论了在界面上检测到的拓扑超导能隙。第九章：马约拉纳费米子与零能模这是本书最具挑战性的一章。深入探讨了马约拉纳费米子（自身即是其反粒子）在拓扑超导体的边界或缺陷处可能出现的零能模（Zero-Energy Modes）。详细分析了如何通过扫描隧道显微镜（STM）的谱学技术来识别这些零能模的特征峰，并讨论了实现拓扑量子比特的非阿贝尔统计性质。 --- 第四部分：实验表征与器件集成本部分关注将理论模型转化为可观测现象和实际应用的技术挑战。第十章：角分辨光电子能谱（ARPES）的先进应用阐述了ARPES技术在探测拓扑材料能带结构中的核心地位。重点讨论了如何利用高分辨率和高光子能量的ARPES来精确测量狄拉克锥的倾斜度、外尔点的位置以及费米面附近的拓扑表面态的动量空间分布。第十一章：输运测量与拓扑保护验证系统地介绍了利用电输运（如霍尔效应、磁阻）和热输运测量来验证拓扑性质的方法。特别关注如何区分表面态主导的输运与体态的贡献，以及如何通过微纳加工技术制备高纯度的、具有特定几何构型的拓扑器件。第十二章：应变工程与拓扑相变调控探讨了机械应力（应变）作为一种强大的、非电气的调控手段在拓扑材料中的应用。分析了应变如何影响晶格常数、轨道耦合，进而导致拓扑相位从绝缘体转变为半金属，或诱发外尔点的迁移与合并。 --- 总结与展望本书最后总结了拓扑材料领域当前面临的主要挑战，包括如何实现室温拓扑行为、如何稳定和操控马约拉纳费米子，以及如何将这些新奇物态有效地集成到高密度、低功耗的量子信息和电子器件中。本书旨在激发下一代研究人员在这一激动人心的交叉学科领域继续探索的雄心。