Quantum Field Theory of Solids pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Elsevier Science Publishing Company

作者:H. Haken

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1983-09

价格:USD 71.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780444867377

丛书系列:

图书标签:

• 物理
• 凝聚态物理
• 量子场论
• 固体物理
• 凝聚态物理
• 量子力学
• 多体物理
• 材料科学
• 电子结构
• 计算物理
• 拓扑物态
• 强关联系统

《量子场论在固体中的应用》 内容梗概 本书是一部深入探讨量子场论（Quantum Field Theory, QFT）在理解和描述固体材料物理性质方面核心作用的学术专著。它旨在为读者提供一个全面的视角，阐述如何运用先进的量子场论工具来分析和解释凝聚态物质的集体激发、电子行为以及宏观物性。本书特别关注那些在传统单粒子图像下难以解释的现象，例如相变、拓扑物质态、强关联电子系统以及输运性质等，并展示量子场论如何提供统一和强大的理论框架来解决这些复杂问题。 核心内容与章节概述 本书的结构设计旨在循序渐进地引导读者掌握量子场论在固体物理中的应用。 第一部分：基础理论与模型 第一章：量子场论基础回顾 本章将简要回顾量子场论的基本概念，包括量子场、场的量子化、传播子、散射矩阵（S-matrix）等。重点将放在非相对论性量子场论的框架下，为后续在固体物理中的应用奠定基础。我们将介绍自由场的量子化，例如玻色场的量子化（如声子）和费米场的量子化（如电子），以及如何描述它们的相互作用。 第二章：晶格振动与声子场 本章将深入探讨固体中的集体激发——晶格振动，并将其视为一种玻色场的量子化。我们将详细介绍如何构建声子场算符，理解其作为准粒子的性质，以及如何利用声子场论来描述晶格动力学、热容、声子散射等现象。本书将重点阐述德拜模型和林德曼模型的量子场论表述，以及声子-声子相互作用对材料热学性质的影响。 第三章：电子系统与费米场 本章将聚焦于固体中的电子，并将其描述为一种费米场。我们将详细介绍费米场的量子化，包括电子的产生与湮灭算符，以及如何构建描述电子在晶格中运动的哈密顿量。本书将深入探讨自由电子模型和布洛赫电子理论的量子场论视角，为理解金属、半导体和绝缘体的电子结构提供坚实的基础。 第四章：电子-声子相互作用 这是本书的核心内容之一，它详细阐述了电子和声子之间的耦合如何深刻影响固体的性质。本章将构建描述电子-声子相互作用的相互作用拉格朗日量，并利用微扰理论和费曼图技术来计算相关的物理量，例如电子的有效质量重整化、声子散射引起的电阻率等。特别地，我们将讨论电子-声子相互作用在超导现象中的关键作用，例如BCS理论的量子场论表述。 第二部分：进阶理论与应用 第五章：多体效应与电子-电子相互作用 本章将超越简单的单粒子图像，转向描述电子之间的强相互作用。我们将引入电子-电子相互作用的各种模型，例如库仑相互作用，并讨论如何使用量子场论工具来处理这些相互作用，例如Hartree-Fock近似、随机相位近似（RPA）等。本书还将介绍Hubbard模型及其在强关联电子系统中的应用，例如Mott绝缘体和高温超导体。 第六章：平均场理论与相变 本章将聚焦于利用平均场理论来描述固体中的相变。我们将介绍如何通过引入序参量来描述相变过程，并利用量子场论的重整化群（RG）方法来研究临界现象和标度律。本书将重点阐述平均场理论在铁磁、铁电相变中的应用，以及RG方法在精确计算临界指数方面的威力。 第七章：拓扑量子场论及其在固体中的体现 近年来，拓扑物态成为了凝聚态物理研究的热点。本章将介绍拓扑量子场论的基本思想，并将其应用于描述拓扑绝缘体、拓扑超导体和分数量子霍尔效应等新型量子物态。我们将详细解释拓扑不变量的计算方法，以及这些拓扑性质如何导致独特的边缘态和鲁棒的输运特性。 第八章：量子输运理论 本章将利用量子场论的框架来理解固体中的电学和热学输运现象。我们将讨论Kubo公式的量子场论推导，以及如何使用费曼图技术来计算电导率、热导率等输运系数。本书还将介绍Landauer-Büttiker公式，并将其与量子场论联系起来，用于描述纳米结构中的量子输运。 第九章：自旋电子学与磁性材料 本章将探讨量子场论在自旋电子学和磁性材料研究中的应用。我们将介绍自旋场的量子化，以及如何描述电子自旋的相互作用，例如交换相互作用和磁偶极相互作用。本书将关注如何利用量子场论来理解磁畴动力学、自旋波激发以及巨磁电阻效应等现象。 第十章：计算方法与数值模拟 在最后一部分，本书将简要介绍一些常用的计算方法和数值模拟技术，它们是应用量子场论解决实际固体物理问题的重要工具。我们将提及量子蒙特卡洛方法、密度泛函理论（DFT）与量子场论的结合，以及机器学习在量子场论计算中的新兴应用。 本书特色与读者对象 《量子场论在固体中的应用》的写作风格严谨而清晰，旨在帮助读者建立扎实的理论基础，并能将其灵活应用于解决实际的固体物理问题。本书特别注重理论推导的完备性，并通过大量的实例和具体计算来阐释抽象的理论概念。 本书适合以下读者群体： 高年级本科生和研究生： 对凝聚态物理或量子场论有一定基础，希望深入了解两者结合的读者。 科研人员： 从事固体物理、凝聚态理论、材料科学等领域的科研工作者，需要运用量子场论工具进行理论分析和模型构建。 对前沿物理现象感兴趣的读者： 渴望理解诸如拓扑物态、强关联电子系统等当前物理学研究热点背后深刻的理论机制。 通过阅读本书，读者将能够掌握一套强大的理论工具，以更深刻、更全面的方式理解固体的微观世界，并为未来在材料设计、新材料探索以及新型量子器件开发等领域的创新奠定坚实的基础。本书不仅是一本理论参考书，更是一扇通往前沿物理研究的大门。

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