Materials Interaction with Femtosecond Lasers: Theory and Ultra-Large-Scale Simulations of Thermal and Nonthermal Pheomena
In diesem Buch wird eine einheitliche Sichtweise auf die Reaktion von Materialien infolge einer Femtosekunden-Laseranregung vorgestellt, wobei eine allgemeine Theorie eingeführt wird, die sowohl nicht-thermische Ultrakurzzeit- als auch thermische Langzeiterscheinungen erfasst. Es enthält eine neuartige Methode zur Durchführung von Molekulardynamiksimulationen in ultragroßem Maßstab, die sich mit ab-initio-Präzision in experimentelle und technologische Raumdimensionen erstrecken.
Zu diesem Zweck wird eine neue Klasse von interatomaren Potentialen eingeführt, die mit Hilfe eines selbstlernenden Algorithmus aus ab-initio-Daten konstruiert und durch direkten Vergleich mit Experimenten in zwei verschiedenen Materialien - dem Halbleiter Silizium und dem Halbmetall Antimon - verifiziert wurden. Neben einer detaillierten Beschreibung der neu eingeführten Konzepte und einem aktuellen Überblick über ultraschnelle Phänomene bietet das Buch eine rigorose Einführung in das Gebiet der Laser-Materie-Wechselwirkung und der ab-initio-Beschreibung von Festkörpern und liefert eine vollständige und in sich geschlossene Untersuchung des Themas von den allerersten Prinzipien an.
Ausgehend von den grundlegenden physikalischen Prinzipien werden Schritt für Schritt die zugrundeliegenden Konzepte der Quantenmechanik, Festkörperphysik, Thermodynamik, statistischen Mechanik und Elektrodynamik erklärt, wobei alle notwendigen mathematischen Theoreme sowie deren Beweise vorgestellt werden. Eine Sammlung von Anhängen bietet dem Leser einen angemessenen Überblick über viele grundlegende mathematische Konzepte sowie über wichtige analytische und numerische Parameter, die in den Simulationen verwendet werden.
| ISBN: | 9783030851347 |
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| Einband: | Hardcover |
| Erscheinungsjahr: | 2021 |
| Seitenzahl: | 536 |
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