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ホーム 物理学関連書籍のご案内 2025年5月&6月
Physics of Quantum Rings, 3 Ed.
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Author: Vladimir M. Fomin
Publisher: Springer
ISBN: 9783031859144
Cover: HARDCOVER
Date: 2025年08月

DESCRIPTION
The book represents quantum rings as special class of modern high-tech materials structures at the nanoscale. It deals, in particular, with their formation by molecular beam epitaxy and droplet epitaxy of semiconductors, their topology-driven electronic, optical and magnetic properties. Highly complex theoretical models are developed to adequately explain the specific features of quantum rings. The results presented in the book serve to develop low-cost high-performance electronic, spintronic, magnetic, optoelectronic and information processing devices based on various doubly-connected structures.

The third edition contains new chapters and significantly updated and extended chapters from the second edition. It provides an ample presentation of the recent advancements in the physics of quantum rings related to spin dynamics and the spin-orbit interaction (spin interference in Rashba rings, tunable exciton topology on type II InAs/GaAsSb quantum nanostructures), the electron-phonon interaction in ring-like structures, quantum-interference manifestations in novel materials (e.g., graphene cylinders, cyclocarbons, MoS2), effects of electric field and THz radiation on optical properties of quantum rings and quantum-ring molecules. Special emphasis is made on fascinating novel effects emerging due to double-connectedness in various physical systems, ranging from the occurrence of the continuous geometric phase provoking formation of non-integer mode numbers in Mobius microring light cavities - through the inverse Faraday effect on the generation of current states in an array of superconductor nanorings - to the emergence of lightning-like magnetic flux bursts into a macroscopic superconductor ring.

The new edition gives insight into the properties of various novel architectures, including coupled semiconductor quantum ring-quantum dot chains and concentric quantum rings, In(AsSbP) graded-composition quantum rings, topologic states of light in self-assembled and direct-printed ring-like cavities, optical and plasmon modes in Mobius-band-shaped resonators, the ferromagnetic resonance in various magnetic elements ranging from arrays of magnetic nanorings to individual 3D nanovolcanoes. It includes novel theoretical solutions to long-standing problems in the physics of quantum rings: interpretation of the observed magnetoresistance oscillations by a transmission model for superconductor quantum rings and adaptation of the Bardeen-Cooper-Schrieffer theory of superconductivity for metallic quantum rings with due account for the effects of double-connectedness on the electron properties.

TABLE OF CONTENTS
Quantum Ring: A Unique Playground for the Quantum-Mechanical Paradigm and Topological Physics
Optical Berry Phase in Micro/Nano-Rings
The Inverse Faraday Effect as a Mechanism for Optical Control of Superconducting States
Magnetic Lightning in Macroscopic Superconducting Ring Structures
Self-Organized Quantum Rings: Physical Characterization and Theoretical Modeling
Functionalization of Droplet Etching for Quantum Rings
Self-Assembled Semiconductor Quantum Ring Complexes by Droplet Epitaxy: Growth and Physical Properties
In(AsSbP) Graded Composition Quantum Dots, Quantum Rings and Quantum Dot Molecules
Spin Waves in Magnetic Nanodisks, Nanorings, and 3D Nanovolcanos
Light-Controlled Optical Aharonov-Bohm Oscillations in a Single GaAs/AlGaAs Quantum Ring
Quantum Interference in Transport Measurements of Superconducting Rings
Spin Interference Effects in Rashba Quantum Rings
Quantum Rings in Electromagnetic Fields
Cyclocarbons in External Fields
Electron-Phonon Interaction in Doubly-Connected Nanostructures
Differential Geometry Applied to Rings and Möbius Nanostructures
Theory of Superconductivity in Quantum Rings
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