Exciton interaction in 2D potentials pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:LAP Lambert Academic Publishing

作者:Zoltán Vörös

出品人:

页数:144

译者:

出版时间:2010-03-11

价格:USD 81.00

装帧:Paperback

isbn号码:9783838343518

丛书系列:

图书标签:

Excitons
2D Materials
Quantum Confinement
Many-Body Physics
Optical Properties
Semiconductors
Condensed Matter Physics
Nanostructures
Exciton-Exciton Interaction
Low-Dimensional Systems

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具体描述

《激子相互作用在二维势场中的研究》本书深入探讨了激子在二维势场中的行为及其相互作用的物理机制。激子，作为一种电子-空穴束缚态，在半导体材料的许多光学和电子学现象中扮演着核心角色。特别是在二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物等）中，量子限制效应的增强以及特殊的屏蔽机制，使得激子表现出许多新颖而有趣的特性。本书内容涵盖了理论模型、实验技术和具体材料体系的分析。在理论方面，我们首先从基础的激子形成和演化过程出发，引入了二体和多体激子相互作用的框架。我们将详细阐述库仑相互作用在二维体系中的具体形式，例如德拜屏蔽的改变以及范德华相互作用的潜在影响。随之，我们会介绍不同近似方法，如Hartree-Fock近似、密度泛函理论（DFT）及其对激子的处理，以及更高级的Bethe-Salpeter方程（BSE）方法，用以精确描述激子能级、激子波函数以及激子-光子耦合。本书特别关注激子在不同维度势场中的动力学。二维势场可以由材料本身的几何结构、外加电场、掺杂、缺陷以及界面效应等多种因素形成。我们将详细分析这些势场如何影响激子的束缚能、迁移率、寿命以及激子-激子散射等过程。例如，我们将探讨势阱和势垒对激子隧穿和局域化的影响，以及周期性势场（如超晶格）对激子能带结构和动量分布的调控。激子间的相互作用是本书的另一重要组成部分。我们不仅会分析两激子态（bi-exciton）的形成及其光谱特征，还会探讨更复杂的激子集体激发，例如激子凝聚体（exciton condensate）的可能性，特别是在低温强耦合条件下。此外，激子与晶格振动（声子）的耦合，以及激子与自旋自由度的相互作用（即激子极化激子，polariton）也将被纳入讨论范围，这对于理解光的自旋选择性吸收和发射至关重要。在实验技术方面，本书将介绍用于探测和研究激子相互作用的关键方法，包括：光谱学技术：如瞬态吸收光谱、光致发光（PL）光谱、拉曼光谱、共振拉曼光谱以及非线性光谱技术（如双光子吸收光谱、四波混频）。这些技术能够提供激子能级、激子寿命、激子动力学以及激子相互作用强度等关键信息。电子显微学与扫描探针技术：用于表征二维材料的形貌、结构和掺杂分布，从而理解势场对激子行为的影响。低温和强磁场实验：用于探索激子在极端条件下的量子行为，例如激子朗道能级、激子晶格以及与量子霍尔效应相关的激子态。本书还将选取一些代表性的二维材料体系进行案例分析，例如：过渡金属硫化物（TMDs）：如MoS₂, WSe₂, WS₂等。TMDs具有强的激子束缚能和可调的带隙，是研究激子物理的理想平台。我们将分析单层、双层以及堆叠TMDs中不同类型势场对激子光谱和动力学的影响。二维异质结：由不同二维材料堆叠而成，可以形成强大的内建电场和多种新型势场，从而实现对激子行为的精确调控，例如层间激子（interlayer exciton）的形成和特性。受限二维系统：如具有量子点、量子线或量子阱结构的二维材料。这些结构可以提供更强的量子限制，从而产生独特的激子态和相互作用。通过对这些理论框架、实验技术和具体材料体系的全面梳理和深入分析，本书旨在为从事凝聚态物理、材料科学、光电子学以及量子信息科学的研究人员和学生提供一个深入理解二维材料中激子相互作用的全面指南。本书不仅关注基础物理原理，也强调了这些研究在未来光电器件、量子计算以及新型功能材料设计中的潜在应用价值。