Materials Interaction with Femtosecond Lasers: Teoría y simulaciones a ultra gran escala de fenómenos térmicos y no térmicos

Título original:

Materials Interaction with Femtosecond Lasers: Theory and Ultra-Large-Scale Simulations of Thermal and Nonthermal Pheomena

Contenido del libro:

Este libro presenta una visión unificada de la respuesta de los materiales como resultado de la excitación con láser de femtosegundo, introduciendo una teoría general que capta tanto los fenómenos no térmicos de tiempo ultracorto como los térmicos de tiempo largo. Incluye un método novedoso para realizar simulaciones de dinámica molecular a escala ultra grande que se extienden a dimensiones espaciales experimentales y tecnológicas con precisión ab-initio.

Para ello, introduce una nueva clase de potenciales interatómicos, construidos a partir de datos ab-initio con la ayuda de un algoritmo de autoaprendizaje, y verificados por comparación directa con experimentos en dos materiales diferentes: el semiconductor silicio y el semimetal antimonio. Además de una descripción detallada de los nuevos conceptos introducidos, así como una oportuna revisión de los fenómenos ultrarrápidos, el libro proporciona una rigurosa introducción al campo de la interacción láser-materia y la descripción ab-initio de sólidos, ofreciendo un examen completo y autocontenido del tema desde sus primeros principios.

Explica paso a paso, a partir de los principios físicos básicos, los conceptos subyacentes de la mecánica cuántica, la física del estado sólido, la termodinámica, la mecánica estadística y la electrodinámica, introduciendo todos los teoremas matemáticos necesarios, así como sus demostraciones. Una colección de apéndices proporciona al lector una revisión adecuada de muchos conceptos matemáticos fundamentales, así como de importantes parámetros analíticos y numéricos utilizados en las simulaciones.