Diffusion In Solids And Liquids III pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Ochsner, Andreas (EDT)/ Murch, Graeme E. (EDT)

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页数:0

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价格:435

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isbn号码:9783908451518

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图书标签:

• Diffusion
• Solids
• Liquids
• Materials Science
• Transport Phenomena
• Solid State Physics
• Physical Chemistry
• Materials Properties
• Phase Transitions
• Atomic Diffusion
• Molecular Dynamics

好的，以下是一份关于《Diffusion In Solids And Liquids III》之外的、内容详实的图书简介，旨在描述其他领域的科学或技术主题，并避免任何与原书内容相关的信息。 --- 图书名称：高级凝聚态物理：拓扑绝缘体与量子霍尔效应的理论基础 作者： 史密斯 (John Smith), 钱 (Mei Qian) 出版社： 尖端科学出版社 出版日期： 2024年秋季 ISBN： 978-1-23456-789-0 --- 图书简介： 《高级凝聚态物理：拓扑绝缘体与量子霍尔效应的理论基础》是一部深入探讨现代凝聚态物理前沿领域的专著，旨在为物理学研究生、研究人员以及对量子物质态有浓厚兴趣的专业人士提供一个全面且严谨的理论框架。本书聚焦于拓扑物态的独特属性，特别是拓扑绝缘体（Topological Insulators, TIs）和量子霍尔效应（Quantum Hall Effect, QHE）的微观机制、数学描述及其在新型电子器件中的潜在应用。 本书结构清晰，逻辑严密，从基础的凝聚态物理概念出发，逐步深入到复杂且前沿的拓扑物理领域。全书共分为十五章，涵盖了从基本理论到实验现象的广泛内容。 第一部分：基础理论回顾与概念引入 (第1-4章) 本部分首先对凝聚态物理的核心概念进行了系统的回顾，包括晶格振动、电子能带理论、平均场理论（如哈特里-福克方法）以及低能有效场论的构建。重点介绍了拓扑概念在物理学中的引入，特别是关于同调、同伦群在分类材料性质中的作用。随后，本书详细阐述了布洛赫定理和布洛赫电子的拓扑性质，为后续讨论拓扑不变量奠定基础。 第1章：周期性系统中的电子态 深入探讨了晶格对称性、布洛赫波函数及其在能带结构中的角色。 第2章：拓扑概念的物理学应用 介绍了贝里相位（Berry Phase）及其在电子输运中的意义，这是理解拓扑绝缘体的关键桥梁。 第3章：对称性保护的拓扑态 讨论了时间反演对称性、粒子-空穴对称性以及晶格对称性如何对拓扑物质态进行分类和保护。 第4章：低维系统的拓扑现象 以一维模型（如Su-Schrieffer-Heeger, SSH模型）为例，阐释了如何通过边界态来区分拓扑非平凡的体态。 第二部分：量子霍尔效应的深入分析 (第5-8章) 本部分将焦点集中在经典和分数量子霍尔效应的理论描述上。通过对二维电子气（2DEG）在强磁场下的行为分析，本书详细推导了量子化的霍尔电导，并解释了其对杂质和形貌涨落的鲁棒性。 第5章：朗道能级与量子化 详细推导了均匀磁场中电子的哈密顿量及其朗道能级的精确解，并引入了磁通量量子化概念。 第6章：整数量子霍尔效应的拓扑起源 建立了关于拓扑不变量（陈数, Chern Number）与霍尔电导之间的精确关系，深入探讨了拓扑保护的边缘态。 第7章：分数量子霍尔效应的理论 转向更具挑战性的分数量子霍尔效应，重点介绍了Laughlin波函数和复合费米子理论（Composite Fermion Theory）来解释分数电荷和分数量子化的能隙。 第8章：边缘态与体边对应原理 通过对边界态的谱分析，直观演示了著名的“体边对应”原理（Bulk-Boundary Correspondence）在QHE系统中的具体体现。 第三部分：拓扑绝缘体：拓扑电子学的核心 (第9-12章) 本部分是本书的重点，系统性地介绍了二维和三维拓扑绝缘体的理论模型与性质。重点分析了如何通过时间反演对称性（TRS）来保护表面态，以及这些表面态的特殊物理性质。 第9章：二维拓扑绝缘体 (2D TIs) 基于Kane-Mele模型和Bernevig-Hughes-Zhang (BHZ) 模型，详细构建了二维拓扑绝缘体的哈密顿量，并阐述了其受保护的狄拉克表面态。 第10章：三维拓扑绝缘体 (3D TIs) 讨论了三维系统中的拓扑性质，如 $mathbb{Z}_2$ 拓扑不变量，并分析了其表面狄拉克锥的结构和自旋-动量锁定（Spin-Momentum Locking）。 第11章：拓扑材料的计算与识别 介绍了一系列识别材料拓扑性质的计算方法，包括利用第一性原理计算的拓扑指标，并列举了如 $ ext{Bi}_2 ext{Se}_3$ 等代表性材料的实例。 第12章：拓扑晶体绝缘体与高阶拓扑 扩展到更广阔的拓扑分类，包括晶格对称性保护的拓扑晶体绝缘体（TCI）和高阶拓扑绝缘体（HOTIs），强调了晶格对称性在拓扑保护中的关键作用。 第四部分：前沿应用与展望 (第13-15章) 最后一部分探讨了拓扑物理在信息技术和基础物理实验中的前沿应用，并展望了未来的研究方向。 第13章：磁性拓扑材料与Weyl半金属 引入了磁性拓扑绝缘体，并详细讨论了拓扑半金属，特别是Weyl半金属的性质，包括其手性异常和费米弧的输运特性。 第14章：拓扑量子计算的可能性 探讨了拓扑物态在构建容错量子计算机中的潜力，重点分析了马约拉纳费米子（Majorana Fermions）在拓扑超导体中的出现及其在非阿贝尔统计中的作用。 第15章：实验探测技术与未来挑战 总结了当前用于探测拓扑态的关键实验技术，如角分辨光电子能谱（ARPES）和扫描隧道显微镜（STM），并讨论了将拓扑效应应用于实际器件面临的工程和物理挑战。 本书的特点在于其理论的深度和广度兼备，不仅详细推导了数学模型，更注重将这些抽象概念与可观测的物理现象紧密联系起来。书中包含大量的图示和详尽的数学推导过程，是该领域研究人员不可多得的参考资料。 ---

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