- عنوان کتاب: Order Parameters of Quantum Materials and Electron Microscopy
- نویسنده: Jing Zhu
- حوزه: فناوری کوانتومی
- سال انتشار: 2026
- تعداد صفحه: 375
- زبان اصلی: انگلیسی
- نوع فایل: pdf
- حجم فایل: 8.86 مگابایت
مواد کوانتومی، موضوعی پیشرو در فیزیک ماده چگال هستند، جایی که فازها و خواص متنوع آنها ارتباط نزدیکی با پارامترهای نظم چندگانه – از جمله شبکه، بار، اسپین، اوربیتال و درجات آزادی توپولوژیکی – دارند. میکروسکوپ الکترونی پیشرفته مدرن نه تنها به وضوح زیر آنگستروم دست یافته است، بلکه روشهای جدیدی را برای کاوش این پارامترهای نظم نیز ابداع کرده است. علاوه بر این، توانایی تمرکز پرتوهای الکترونی در مقیاسهای نانومتری، همراه با بهبود وضوح انرژی تا حدود 1 eV، تکنیکهایی مانند طیفسنجی اتلاف انرژی الکترون (EELS)، طیفسنجی پراکندگی انرژی اشعه ایکس (XEDS) و طیفسنجی فونون را امکانپذیر میکند. این روشها بینشهای مهمی در مورد پیوند، حالتهای ظرفیت، میدانهای کریستالی، اوربیتالها و موقعیتهای اتمی در مواد ارائه میدهند و ابزاری قدرتمند برای بررسی پارامترهای نظم و مکانیسمهای همبستگی آنها در مواد کوانتومی ارائه میدهند. در طول 40 سال گذشته، میکروسکوپ الکترونی در چین به سرعت پیشرفت کرده است. سفر من به مواد کوانتومی و میکروسکوپ الکترونی پیشرفته، دهه گذشته را در بر میگیرد. من خوشحالم که من و دانشجویان جوان خلاقم، دنیای پارامترهای نظم مواد کوانتومی را از طریق لنز میکروسکوپ الکترونی پیمایش کردهایم. این کتاب با هدف ترکیب روشهای میکروسکوپ الکترونی توسعهیافته توسط میکروسکوپهای الکترونی چینی برای اندازهگیری و همبستگی پارامترهای نظم در مواد کوانتومی تهیه شده است. همچنین یافتههای کلیدی مطالعات ما در مورد پارامترهای نظم در مواد آهنی، مواد مغناطیسی-نوری، ابررساناهای دمای بالا و سیستمهای مرتبط را خلاصه میکند. من از رهبری و همکاران دانشگاه تسینگهوا و موسسه تحقیقات آهن و فولاد پکن (BISRI) عمیقاً سپاسگزارم. BISRI با آغوش باز از من استقبال کرد، مرا با میکروسکوپ الکترونی – که به حرفه همیشگی من تبدیل شد – آشنا کرد و مرا در بهکارگیری آن در تحقیقات مواد پیشرفته همسو با اولویتهای ملی راهنمایی کرد. دانشگاه تسینگهوا یک محیط بین رشتهای سطح بالا فراهم کرد که مرا قادر ساخت تا به سرعت یک مرز تحقیقاتی جدید را ایجاد کنم: بررسی پارامترهای نظم مواد کوانتومی از طریق میکروسکوپ الکترونی. من همچنین عمیقاً مدیون پروفسور جی. ام. کاولی در دانشگاه ایالتی آریزونا هستم. در طول بازدیدم از مرکز علوم حالت جامد، او مرا در زمینههای نوظهور میکروسکوپ الکترونی با وضوح بالا و میکروسکوپ الکترونی تحلیلی با وضوح فضایی بالا راهنمایی کرد. به معلم ارجمندم: من دانش بنیادی را که شما به من دادید به دانشآموزانم منتقل کردهام. این میراث در خاک چین شکوفا شده و دستاوردهای علمی پرباری را به همراه داشته است. من از دوران ما به خاطر فرصتهایش سپاسگزارم. مرکز ملی میکروسکوپ الکترونی پکن، که در خاک حاصلخیز پرورش یافته و با منابع فراوان پشتیبانی میشود، با فداکاری استعدادهای استثنایی شکوفا میشود. من این کتاب را به سرزمین مادریام و مردمش تقدیم میکنم که مرا بزرگ کردند و شکل دادند.
Quantum materials represent a forefront topic in condensed matter physics, where their diverse phases and properties are intimately linked to multiple order parameters— including lattice, charge, spin, orbital, and topological degrees of freedom. Modern advanced electron microscopy has not only achieved sub-Ångström resolution but has also pioneered new methodologies for probing these order parameters. Furthermore, the ability to focus electron beams to nanometer scales, combined with energy resolution improvements to ~1 eV, enables techniques such as electron energy-loss spectroscopy (EELS), X-ray energy-dispersive spectroscopy (XEDS), and phonon spectroscopy. These methods provide critical insights into bonding, valence states, crystal fields, orbitals, and atomic positions within materials, offering a powerful toolkit for investigating order parameters and their correlation mechanisms in quantum materials. Over the past 40 years, electron microscopy in China has advanced rapidly. My own journey into quantum materials and advanced electron microscopy spans the last decade. I am delighted that my creative young students and I have navigated the world of quantum material order parameters through the lens of electron microscopy. This book aims to synthesize electron microscopy methods developed by Chinese electron microscopists for measuring and correlating order parameters in quantum materials. It also summarizes key findings from our studies on order parameters in ferrous materials, magneto-optical materials, high-temperature superconductors, and related systems. I extend profound gratitude to the leadership and colleagues at Tsinghua University and the Beijing Iron and Steel Research Institute (BISRI). BISRI welcomed me with open arms, introduced me to electron microscopy—which became my lifelong pursuit—and guided me in applying it to advanced materials research aligned with national priorities. Tsinghua University provided a high-level, interdisciplinary environment that enabled me to rapidly establish a new research frontier: probing quantum material order parameters via electron microscopy. I am also deeply indebted to Prof. J. M. Cowley at Arizona State University. During my visit to the Center for Solid State Science, he mentored me in the then-emerging fields of high-resolution electron microscopy and high-spatial-resolution analytical electron microscopy. To my esteemed teacher: I have passed on the foundational knowledge you gave me to my students. This legacy has flourished on Chinese soil, yielding fruitful academic achievements. I thank our era for its opportunities. The Beijing National Center for Electron Microscopy, nurtured in fertile soil and sustained by abundant resources, thrives through the dedication of exceptional talents. I dedicate this book to my motherland and her people, who raised and shaped me.
این کتاب را میتوانید از لینک زیر بصورت رایگان دانلود کنید:
Download: Order Parameters of Quantum Materials and Electron Microscopy





نظرات کاربران