Frontiers in Condensed Matter Physics Research pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Nova Science Pub Inc

作者:Chang, John V. (EDT)

出品人:

页数:134

译者:

出版时间:

价格:1832.00元

装帧:HRD

isbn号码:9781594548291

丛书系列:

图书标签:

• Condensed Matter Physics
• Physics
• Materials Science
• Quantum Physics
• Solid State Physics
• Nanomaterials
• Statistical Physics
• Theoretical Physics
• Electronic Properties
• Magnetism

好的，这是一份关于 《超越前沿：凝聚态物理学研究新纪元》 的图书简介。 《超越前沿：凝聚态物理学研究新纪元》图书简介 导言：新世纪的物理学交汇点 凝聚态物理学，作为现代物理学中最具活力和跨学科性的分支之一，始终站在探索物质结构、相互作用及其宏观集体行为的最前沿。从传统的固体物理学到如今涵盖量子信息、拓扑材料和复杂系统的前沿领域，我们对物质世界的理解正经历着一场深刻的范式转变。 《超越前沿：凝聚态物理学研究新纪元》并非对现有知识的简单回顾，而是深入剖析当前凝聚态物理学领域最激动人心的研究方向、尚未解决的关键难题以及未来十年可能取得的突破。本书汇集了跨越不同亚领域的顶尖学者的深刻洞见，旨在为研究生、研究人员以及对前沿物理感兴趣的读者构建一幅宏大而精细的知识图景。 本书的核心理念是“超越”——超越传统的能带理论框架，超越线性的相互作用模型，进入一个由强关联、非平衡态和拓扑结构主导的复杂多体世界。 第一部分：强关联系统的涌现现象 强关联电子系统是凝聚态物理学的核心战场。当电子间的库仑排斥作用不再能通过简单的平均场近似处理时，物质便会展现出奇特且往往难以预测的集体行为。 1. 超导性的新视野：非常规与高温机制 本书重点探讨了非传统超导体的研究进展，特别是铁基超导体、有机超导体以及利用低温扫描隧道显微镜（STM）对局域配对机制的直接探测。我们不再局限于BCS理论的框架，而是深入研究了由磁涨落、电子轨道自由度或格子振动介导的配对机制。详细分析了拓扑超导体的潜力和其在构建马约拉纳零能模方面的应用前景。 2. 量子磁性与自旋液体 在许多低维和几何受限系统中，磁性并非简单地有序化，而是进入了高度涨落的“量子自旋液体”状态。本部分详述了如何利用量子蒙特卡洛模拟和高精度中子散射实验来识别这些无长程有序但具有复杂量子纠缠结构的基态。特别关注了具有海森堡反铁磁体结构和三角格子体系中的激发态分离与分数化现象。 3. 莫特绝缘体与电荷密度波的动态调控 强关联作用导致的莫特绝缘体状态，其转变的内在机制仍然充满争议。本书探讨了如何通过外部电场（电荷泵浦）或飞秒激光脉冲（光激发）来动态地诱导相变，揭示电子关联对能隙结构和输运性质的瞬时影响。对电荷密度波（CDW）的晶格-电子耦合动力学进行了深入分析，探讨其与超导竞争或共存的机制。 第二部分：拓扑物质与几何物理的融合 拓扑学，这一原本属于纯数学的概念，已经成为理解凝聚态系统能带结构的强大工具。拓扑序不仅关乎能带的贝里曲率，更决定了材料的宏观边缘态和保护性输运性质。 4. 拓扑绝缘体与半金属的精细分类 本书详细阐述了从二维到三维拓扑绝缘体（TIs）的能带反转机制，以及它们的表面狄拉克锥所承载的自旋-动量锁定特性。重点介绍了新型拓扑半金属，如狄拉克半金属和外尔半金属，并解析了它们在霍尔效应和磁输运中表现出的独特量子反常。 5. 拓扑材料的表征与应用 如何精确测量和利用拓扑边界态是当前研究的核心挑战。本部分介绍了基于角度分辨光电子能谱（ARPES）对表面态的直接成像技术，以及利用量子输运测量区分拓扑保护的边缘态与传统缺陷态的方法。对拓扑量子计算中马约拉纳费米子的实现路径进行了系统梳理。 6. 规整与无序中的拓扑：非厄米物理学 凝聚态物理正迎来“非厄米”时代的挑战。当系统与环境存在单向能量交换时，传统的布洛赫定理需要修正。本书探讨了非厄米哈密顿量在光子系统和声学材料中的应用，以及其在导致奇异点（Exceptional Points）和非互易输运方面的新颖特性。 第三部分：低维与异质结构中的界面物理 将不同材料以原子级精度堆叠而成的异质结构，为我们提供了前所未有的平台来操纵电子自由度。 7. 二维材料的范式：不仅仅是石墨烯 本书超越了对石墨烯的经典描述，聚焦于过渡金属硫属化合物（TMDs）如$ ext{MoS}_2$和$ ext{WSe}_2$中的激子物理。探讨了如何通过层间扭转角来诱导“魔角石墨烯”中出现的平带，及其诱发的强关联效应和超导性。 8. 范德华异质结中的界面工程 界面不仅是两种材料的简单叠加，而是形成一个全新的量子阱。我们分析了如何通过界面电荷转移、应变工程以及层间激子的形成来调控异质结的电子结构和光电性能。详细阐述了垂直电场对这些结构中电荷层分离和能带对齐的敏感性。 9. 量子信息与凝聚态的接口 凝聚态系统是实现量子比特的理想载体。本部分探讨了如何利用固态系统，如硅基量子点、金刚石色心（NV色心）以及拓扑材料中的非阿贝尔准粒子，作为稳健的量子存储单元和逻辑门。对拓扑量子纠错的物理实现路线进行了评估。 第四部分：超越平衡态的输运与时空对称性 现代物理学越来越关注非平衡态系统，因为许多前沿应用（如光电转换、热电效应）都发生在远离热平衡的环境下。 10. 时空调控与时空晶体 如何通过周期性驱动来重构材料的内在对称性是一个爆炸性的新领域。本书深入探讨了拓扑时间晶体的构建原理，即在外部驱动下系统能进入一个时间上周期性的基态，而不消耗能量。这挑战了传统热力学平衡态的定义。 11. 非平衡输运与热能管理 本书分析了在强电场或温差梯度下，电子和声子输运的非线性行为。重点讨论了热输运的量子限制，以及如何利用材料结构设计来优化塞贝克系数和热导率，以提高热电转换效率。对光生载流子动力学及其在太阳能电池中的能量耗散机制进行了细致的描述。 结论：迈向人工物质的新领域 《超越前沿：凝聚态物理学研究新纪元》展望了凝聚态物理学如何从“理解自然物质”转向“设计人工物质”。未来的研究将越来越依赖于先进的实验技术（如超快光谱学、高通量计算）和理论工具（如张量网络、机器学习辅助模拟），以期实现对物质性质的完全量子控制。本书为读者提供了必要的理论基石和最新的研究热点，鼓励下一代物理学家在这些多维度的交叉领域中继续探索和突破。 读者群体： 凝聚态物理、材料科学、量子信息领域的博士后、高年级研究生、以及致力于跨学科研究的资深研究人员。 关键词： 强关联、拓扑物质、量子磁性、激子物理、非厄米系统、异质结、时间晶体。

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