资源介绍
这本书的名字里有两个关键概念，二维材料和谷电子学。前者你可能已经不陌生了，自从石墨烯被成功剥离以来，原子层级厚度的材料就成了凝聚态物理和材料科学领域最热的研究方向之一。而谷电子学，也就是valleytronics，则是一个相对年轻的词汇，它利用的是电子能带结构中"谷"这个自由度——简单来说，导带或价带中能量极值处就像是地形里的山谷，电子可以"住"在不同的谷里，而这些谷可以用作信息的载体，就像电子的电荷和自旋一样。这本由IOP Publishing于2025年出版的专著，正是在这个交叉地带做了一次系统而深入的梳理。作者Sake Wang来自南京金陵理工学院理学院，Hongyu Tian来自临沂大学物理与电子工程学院，两位都是长期耕耘在二维材料理论研究一线的学者。全书的结构非常清晰，从最基础的概念讲起，先用一章篇幅介绍石墨烯、二硫化钼等典型二维材料的电子结构、紧束缚模型和有效哈密顿量，把"谷"这个抽象概念落实到具体的能带图上；紧接着第二章引入贝里相位和谷霍尔效应，这是理解谷电子学现象的数学基石，作者用两能级系统作为教学案例，从规范变换讲到贝里曲率和陈数，层层递进；后面的章节则分别讨论了应变对谷极化的影响、其他类型的谷过滤与谷阀效应、多晶体系中的谷极化电流、层状和扭转体系中的谷电流，以及基于单层和范德华异质结的谷光电子学。从双层石墨烯的垂直电场调控，到扭转双层石墨烯的莫尔超晶格，再到二维范德华异质结中的层间激子和谷极化激子扩散，几乎涵盖了当前谷电子学研究的所有前沿话题。值得一提的是，这本书并不是一本纯理论的抽象著作，每一章都配有详细的模型推导和物理图像解读，同时也不乏对实验进展的讨论，比如用超导接触探测谷极化、谷发光二极管和谷晶体管的实验实现等，这些内容使得理论计算和实际器件应用之间有了清晰的桥梁。对于正在攻读凝聚态物理或材料物理相关专业的研究生来说，这本书是一个非常合适的入门到进阶的系统教材，能够帮助读者在较短时间内建立起二维谷电子学的完整知识框架；而对于已经活跃在这一领域的研究人员，它也可以作为一本方便的参考书，随时查阅不同体系中谷极化的产生机制和调控手段。总的来说，这是一本内容扎实、覆盖面广、理论与实验兼顾的学术专著，适合任何对低维材料电子学、拓扑物理或下一代信息器件感兴趣的读者深入研读。