最弱受约束电子理论及应用

最弱受约束电子理论及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:郑能武
出品人:
页数:222
译者:
出版时间:2010-3
价格:35.00元
装帧:
isbn号码:9787312022869
丛书系列:
图书标签:
  • 电子理论
  • 最弱受约束
  • 量子化学
  • 计算化学
  • 分子物理
  • 从头算
  • 密度泛函理论
  • 电子结构
  • 材料科学
  • 化学物理
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具体描述

《最弱受约束电子理论及应用》内容简介:最弱受约束电子理论(WBE Theory)是作者提出并建立起来的一种新的量子理论,目前,该理论已用于原子性质的计算和指导配位聚合物的分子设计,初步展现了该理论的应用前景。

全书以最弱受约束电子理论及应用为内容,分四章叙述,第1章介绍和理论有关的量子力学基础知识,后三章围绕理论及应用展开。

本专著对物理、化学和材料科学的研究人员和大学教师有参考价值,书中新颖的学术思想也有可能引起博、硕、本科生和相关人员的兴趣。

书籍介绍: 《现代材料科学前沿:从微观结构到宏观性能》 作者: 丁建华,李明远 出版社: 科学技术文献出版社 出版时间: 2023年10月 定价: 128.00 元 --- 内容概要: 本书旨在全面、系统地阐述现代材料科学领域的前沿研究方向与核心理论框架,特别关注材料的微观结构特征如何决定其宏观性能,并探讨如何通过先进的制备技术和表征手段实现对材料性能的精准调控。全书结构严谨,内容前沿,理论深度与工程应用紧密结合,是材料科学、化学、物理学及相关工程技术领域研究人员、高年级本科生和研究生不可多得的参考读物。 全书共分十二章,涵盖了从基础理论到尖端应用的广泛内容,重点突出了材料在能源、环境和信息技术等关键领域的最新进展。 第一部分:材料科学基础与先进表征技术 (第1章 - 第4章) 第1章:晶体结构与缺陷物理导论 本章首先回顾了晶体学的基本原理,包括布拉格定律、点阵与晶格概念。随后深入探讨了材料中的晶体缺陷——点缺陷、线缺陷(位错)和面缺陷(晶界)的形成机制及其对材料机械性能、导电性的影响。着重分析了非化学计量化合物中点缺陷的电子结构调控潜力。 第2章:计算材料学的新范式 本章聚焦于计算材料学,特别是密度泛函理论(DFT)在预测材料稳定结构、电子态和反应能垒中的应用。详细介绍了第一性原理计算的流程、常见泛函的选择及其局限性。同时,引入了分子动力学模拟(MD)在模拟原子扩散和相变过程中的优势,并探讨了机器学习(ML)在加速材料设计循环中的新兴作用。 第3章:先进同步辐射光源下的材料探测 本章详细介绍了利用同步辐射光源进行材料结构与电子态分析的技术。内容涵盖高分辨率X射线衍射(HRXRD)用于精确测定晶格畸变、X射线吸收精细结构(XAFS)用于局部结构和价态分析,以及光电子能谱(XPS/UPS)在表面化学态分析中的应用。强调了这些技术在原位(in-situ)和非原位(operando)实验中的强大能力。 第4章:透射电子显微镜(TEM)的高分辨率成像与谱学分析 本章深入探讨了高分辨透射电子显微镜(HRTEM/STEM)在纳米尺度材料研究中的关键作用。重点讲解了球差校正对成像质量的提升,并详细阐述了能量分散X射线谱(EDS)和电子能量损失谱(EELS)如何结合成像提供元素分布和化学键合信息的精确定量分析。 第二部分:功能材料的设计与性能调控 (第5章 - 第8章) 第5章:二维材料的电子结构工程 本章聚焦于石墨烯、过渡金属硫化物(TMDs)等二维材料的独特电子特性。探讨了通过层数控制、表面功能化和应力工程(Strain Engineering)实现对其带隙、载流子迁移率的有效调控。特别分析了范德华异质结的构建及其在超快光电器件中的潜力。 第6章:高熵合金(HEAs)的构效关系 本章系统阐述了高熵合金的概念,即通过等摩尔或接近等摩尔组分的多主元合金体系。讨论了高熵效应(高混合同构能、高构型熵)如何导致优异的力学性能(如高强度、高韧性和抗辐照能力)。内容包括其固溶区理论、相稳定性预测模型以及微观组织演化。 第7章:先进陶瓷基复合材料的界面科学 本章侧重于陶瓷基复合材料(CMCs)的增强机制。详细分析了纤维/基体界面处的应力传递、裂纹偏转和韧化效应。研究了通过化学气相沉积(CVD)和热压法制备的界面涂层(如PyC/SiC)对材料断裂韧性的决定性影响,特别是在高温和腐蚀环境下的应用。 第8章:铁电与压电材料的畴结构动力学 本章深入探讨了无机铁电体和压电材料的基本理论,如波克豪森准则和畴壁运动机制。重点关注了温度、电场和机械应力耦合作用下,材料内部电畴的形成、生长与消失过程。通过介电响应和本征/非本征效应的区分,指导新型传感器和执行器的设计。 第三部分:能源与环境应用中的材料创新 (第9章 - 第12章) 第9章:新型锂离子电池电极材料的挑战与突破 本章关注下一代高能量密度锂离子电池的关键材料。详细讨论了富锂锰基正极材料的电压平台衰减机制、硅基负极材料的体积膨胀抑制策略。同时,介绍了固态电解质的离子电导率提升途径,特别是界面阻抗的降低方法。 第10章:光催化剂的设计与机理研究 本章聚焦于利用半导体材料进行光催化分解水制氢和二氧化碳还原。分析了高效光催化剂所需具备的能带结构、载流子寿命和表面反应活性位点。讨论了通过非金属掺杂、构建异质结和表面等离子体共振效应来拓展光谱吸收范围和提高量子效率的先进策略。 第11章:多孔材料在气体吸附与分离中的应用 本章系统介绍了金属有机框架(MOFs)、沸石分子筛和共价有机框架(COFs)等一类具有高比表面积和可设计孔道结构的材料。重点阐述了如何通过骨架工程调控孔径大小和表面化学环境,实现对甲烷、二氧化碳、氢气等气体的选择性吸附和分离。 第12章:高温超导材料的物理机制与潜在应用 本章概述了高温超导现象,主要围绕铜氧化物和铁基超导体展开。从能带理论和配对机制的角度,讨论了高温超导性的内在物理本质。最后,展望了高温超导体在磁悬浮、高效输电和强磁场设备中的工程化应用前景及当前面临的载流能力瓶颈。 --- 本书特色: 1. 前沿性强: 紧跟国际材料科学研究热点,如高熵合金、二维异质结和固态电池界面工程。 2. 交叉性广: 深度融合了物理化学、凝聚态物理和材料工程学的知识体系。 3. 注重方法论: 详细介绍了如DFT计算、同步辐射探测等现代研究工具的使用与数据解读。 4. 图表丰富: 包含大量高质量的结构示意图、性能曲线和实验数据,辅助理解复杂概念。 目标读者: 材料科学、凝聚态物理、化学、化学工程等专业的教师、科研人员、研究生及相关领域的工程师。

作者简介

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读后感

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用户评价

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这本书《最弱受约束电子理论及应用》给我的整体感觉是,它提供了一种全新的、更具普适性的视角来理解电子的行为。作者在理论阐述时,并没有回避那些复杂的物理概念,而是将它们有机地融入到“最弱受约束”的框架下。我尤其欣赏作者在“理论引申”部分所做的探讨。他不仅梳理了“最弱受约束电子理论”与现有量子场论、凝聚态物理模型的联系,更提出了该理论在未来可能拓展的方向。例如,作者在书中大胆设想了将“最弱受约束电子”应用于量子通信领域,通过利用电子的弱关联性来实现更稳定、更安全的量子信息传输。他还讨论了该理论在理解复杂多体系统中的可能性,例如在高温超导、量子霍尔效应等前沿课题中的应用潜力。我尤其对作者关于“拓扑物态”的研究思路非常感兴趣,他认为“最弱受约束电子”的状态可能与某些拓扑物态的形成密切相关,并提出了相关的理论模型。这种敢于挑战传统、勇于创新的研究精神,让我对科学的未来充满了信心。这本书不仅让我学习到了知识,更重要的是,它激发了我对未知领域进行探索的热情。

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在我看来,《最弱受约束电子理论及应用》这本书最大的亮点在于其“应用”部分的实用性和前瞻性。作者不仅深入浅出地介绍了“最弱受约束电子理论”的核心概念,更重要的是,他详细阐述了该理论在解决现实工程问题中的具体方法和策略。我特别关注了书中关于“光伏材料”的章节。作者分析了太阳能电池效率低下的原因,并提出可以通过调控半导体材料中电子的“约束”程度,来提高光生载流子的分离效率和迁移率。他详细介绍了如何通过掺杂、形变或者改变表面处理工艺,来实现这种“最弱约束”状态,从而提升太阳能电池的光电转换效率。书中还列举了多个成功的设计案例,并提供了详细的实验数据支持,这对于我正在进行的能源材料研究具有极大的参考价值。此外,作者在“传感器”领域的论述也让我耳目一新。他详细分析了如何利用“最弱受约束电子”对外界刺激(如温度、压力、化学物质)的敏感性,来设计高灵敏度的传感器。这种将微观理论与宏观应用紧密结合的研究方法,充分展示了“最弱受约束电子理论”的强大潜力。

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在我阅读《最弱受约束电子理论及应用》的过程中,我最大的感受是作者的逻辑严谨和条理清晰。每一个概念的提出都有其必然性,每一个推导的步骤都严丝合缝。我尤其喜欢书中在“理论构建”阶段的设计。作者在介绍“最弱受约束电子理论”的数学模型时,并没有直接给出复杂的公式,而是从最基本的物理原理出发,逐步构建起整个理论框架。他详细阐述了“有效哈密顿量”的构建过程,以及如何通过引入“弱约束”的假设来简化问题。我特别留意了关于“平均场近似”和“局域密度近似”的讨论,作者解释了这些近似方法如何为“最弱受约束电子理论”奠定基础,并且分析了它们的适用范围和局限性。在“应用”部分,我关注了书中关于“半导体器件”的论述。作者通过分析MOSFET等器件中电子的“约束”状态,解释了器件的工作原理和性能瓶颈,并提出了如何通过改进材料和结构设计来优化器件性能的建议。这种从基础理论到具体应用的层层递进,让我对电子器件的设计和优化有了更深刻的理解,也为我的电子工程学习提供了重要的理论支撑。

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我是一名材料科学的研究生,在实验中经常会遇到一些看似难以解释的现象,直到我读了《最弱受约束电子理论及应用》这本书,才找到了关键的理论支撑。书中关于“电子的局域化与离域化”的章节,深入浅出地解释了在不同晶格结构和缺陷环境下,电子的行为模式如何发生微妙而关键的变化。作者通过大量的实验数据和理论计算结果,详细展示了如何利用“最弱受约束电子理论”来预测和解释材料的电学、磁学以及光学性质。我印象特别深刻的是,书中对于一种新型半导体材料的分析,通过引入该理论的特定约束模型,成功地解释了其异常高的载流子迁移率。这对于我正在进行的科研项目具有直接的指导意义。此外,本书在“应用”部分,列举了多个实际案例,涵盖了从催化剂设计到高性能电子器件的开发,都充分展示了该理论的普适性和强大的解决问题的能力。作者在论述这些应用时,并未止步于理论的描述,而是详细分析了理论参数与实验结果之间的对应关系,以及如何通过调整约束条件来优化材料性能。这种理论与实践的紧密结合,让我对“最弱受约束电子理论”的实际价值有了更为深刻的认识,也为我的研究方向提供了新的思路和灵感。

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坦白说,我原本对这本书的期望不高,以为只是一本枯燥的理论书籍,但《最弱受约束电子理论及应用》却彻底颠覆了我的看法。作者的文笔非常流畅,即使是复杂的物理概念,也能被他阐述得清晰易懂。我尤其喜欢书中对“量子纠缠”和“电子关联”在“最弱受约束电子理论”中的地位和作用的探讨。作者并没有将这些概念简单地作为背景知识提及,而是深入挖掘了它们与“最弱约束”之间的内在联系。他提出了一种全新的视角,认为在最弱约束的条件下,电子之间的关联效应会变得更加显著,并且这种关联是影响材料宏观性质的关键因素。我尤其欣赏他在解释“多体效应”时所采用的类比手法,将复杂的电子相互作用比作一个复杂的社交网络,每个电子都是一个节点,它们之间的“联系强度”就代表了约束的弱程度。这种生动的比喻,让我这个非物理专业背景的读者也能轻松理解那些高深的理论。书中的图表和示意图也配合得恰到好处,它们不仅是理论的辅助说明,更是帮助理解的关键工具。可以说,这本书不仅仅是一本科学著作,更是一次愉悦的阅读体验,它让我重新认识到了理论研究的魅力。

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作为一名对科学有着浓厚兴趣的爱好者,我通常会选择那些能够激发我好奇心并且能够让我学到新知识的书籍。《最弱受约束电子理论及应用》无疑满足了我的这一期望。这本书的叙事方式非常吸引人,作者仿佛一位经验丰富的向导,带领我一步步探索电子世界的奥秘。我特别喜欢书中关于“声子-电子相互作用”的讨论。作者通过生动的比喻,将声子的振动比作环境中的“杂音”,而电子则是正在演奏的乐器。当“杂音”越少(即声子振动越弱),电子的演奏就会越清晰、越稳定。这种“最弱受约束”的状态,使得电子能够更好地与声子耦合,从而影响材料的导热和导电性能。书中还引用了大量的实验数据和理论模拟结果来佐证其观点,例如在超导材料的研究中,作者详细分析了晶格振动对电子配对的影响,并提出了利用“最弱受约束电子”来实现更高临界温度超导体的设想。这种将理论预测与实际应用相结合的写作风格,让我觉得科学研究并非遥不可及,而是与我们的生活息息相关。这本书让我对物质的微观世界产生了前所未有的好奇心。

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这本《最弱受约束电子理论及应用》着实让我眼前一亮,虽然我本身并非这个领域的顶尖专家,但其严谨的逻辑、层层递进的阐述方式,以及对前沿研究成果的深入剖析,都让我受益匪浅。作者在引言部分就为读者勾勒出了一个清晰的研究背景,详细阐述了现有理论的局限性,并精准地指出了“最弱受约束电子理论”产生的时代必然性和学术价值。当我深入阅读到关于该理论核心概念的章节时,我深刻体会到了作者在概念构建上的精巧。作者并非简单地堆砌公式,而是通过一系列生动的类比和形象的比喻,将抽象的物理概念具象化,使得即使是对电子理论相对陌生的读者,也能逐渐把握其精髓。特别是关于“约束”的定义和不同约束等级对电子行为影响的分析,作者巧妙地引入了量子力学中的不确定性原理和多体相互作用的概念,将它们有机地融合在一起,形成了一个全新的理论框架。我尤其赞赏的是,作者在每一章节的结尾都设置了“思考题”或“展望”,引导读者在理解现有内容的基础上,进行更深层次的思考和探索。这些问题并非简单的复述,而是真正触及了理论的边界和未来的发展方向,激发了我对相关领域进行更广泛阅读的兴趣。这本书就像一位循循善诱的老师,不仅传授知识,更教会我如何去思考、如何去探索。

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这本书《最弱受约束电子理论及应用》给我的感受是,它非常“接地气”。作者在理论阐述时,并没有高高在上地谈论纯粹的数学公式,而是始终围绕着如何解决实际问题来展开。我在阅读“应用”章节时,深切体会到了这一点。书中关于“催化剂设计”的例子,让我大开眼界。作者通过分析催化剂活性位点上电子的“约束”程度,解释了为什么某些材料能够高效地促进化学反应。他详细阐述了如何通过调控材料的晶体结构、表面形貌甚至是引入掺杂原子,来改变电子的约束状态,从而优化催化性能。我特别留意了关于“表面吸附”的分析,作者利用“最弱受约束电子理论”成功预测了某些气体分子在金属表面吸附的强度和稳定性,这与我在化学工程中遇到的问题不谋而合。此外,书中对于“储能材料”的论述,也让我深受启发。作者通过对锂离子电池正负极材料中电子的“约束”分析,解释了其充放电效率和循环寿命的差异。这种将微观的电子行为与宏观的材料性能紧密联系起来的分析方法,让我对材料科学有了更深层次的理解,也为我在工程应用中优化材料提供了重要的理论指导。

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我是一位从事凝聚态物理教学多年的教师,在选择教学参考书时,我一直非常挑剔。《最弱受约束电子理论及应用》这本书,在我看来,是近些年来关于电子理论领域中不可多得的佳作。作者在梳理现有电子理论发展脉络的同时,对“最弱受约束电子理论”的起源、发展以及其在解决经典电子理论难题方面的优势,进行了系统而深刻的论述。特别是在“理论基础”部分,作者对哈密顿量、能量本征态等关键概念的定义和推导,都力求严谨,同时又兼顾了教学的可理解性。他巧妙地将“弱关联”和“强关联”理论的精髓融入到“最弱受约束”的概念中,形成了一个更加普适的理论框架。在“应用”部分,我非常赞赏作者对不同材料体系中“最弱受约束”的判定标准和实验验证方法的详细介绍。例如,在对磁性材料的分析中,作者详细阐述了如何通过测量磁化强度、居里温度等宏观参数,来反推电子的约束程度,并进一步解释了这些参数的微观起源。这种将理论预测与实验观测紧密结合的写作方式,不仅有助于读者理解理论,更能激发他们进行独立思考和实验探索。这本书无疑将成为我今后教学中的重要参考。

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《最弱受约束电子理论及应用》这本书的深度和广度都让我印象深刻。作者在阐述“最弱受约束电子理论”时,不仅回顾了前辈们在电子理论发展道路上的贡献,也清晰地指出了该理论的突破性之处。我尤其欣赏作者在“理论发展历程”部分的梳理,他详细介绍了从德鲁德模型、自由电子模型到能带理论,再到局域化理论的发展脉络,并精准地定位了“最弱受约束电子理论”在其中的历史地位。作者并没有将“最弱受约束”简单地视为一种特殊的电子状态,而是将其理解为一个更为普遍的描述电子行为的框架,能够涵盖从绝缘体到金属再到超导体的广泛现象。书中对“金属-绝缘体转变”的分析,让我耳目一新。作者利用“最弱受约束电子理论”成功地解释了某些材料在不同温度或压力下发生的转变,并详细论述了电子的局域化程度是如何影响这种转变的。这种将单一理论应用于解释复杂物理现象的能力,充分体现了该理论的强大生命力。我还在书中看到了关于“量子计算”的最新研究动态,作者探讨了如何利用“最弱受约束的电子态”来构建和操控量子比特,这让我对未来科技的发展充满了期待。

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