Книга представляет собой монографию крупных американских специалистов в области современной наноэлектроники. В ней систематически излагается теория, необходимая для понимания свойств наноструктур, изучения фононов и эффектов с их участием в наноструктурах с размерным ограничением по одной или более координатам. Уровень изложения материала доступен для студентов и аспирантов, которые прослушали курс квантовой механики и курс физики твердого тела или твердотельных устройств. Предполагается также знание основ электромагнетизма и классической акустики.

В первой части книги излагаются основные вопросы физики твердотельных систем пониженной размерности, последовательно рассматриваются особенности энергетического спектра частиц, транспортных и оптических свойств и процессы переноса частиц в различных квантово-размерных структурах. Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников соответствующего профиля, а также для студентов технических университетов.

В данной книге подробно описаны основные физические концепции, связанные с нанонаукой и нанотехнологиями, и возможности создания на их основе микроэлектронных и оптоэлектронных приборов нового поколения. В настоящее время издается много книг по новейшим разделам нанонауки, но почти отсутствуют учебники и пособия для студентов-старшекурсников и аспирантов, связанных с нанонаукой. Предлагаемая книга восполняет этот пробел, так как представляет собой ценное учебное и справочное пособие для студентов, специализирующихся в физике, материаловедении и некоторых других технических дисциплинах. Кроме того, книга может представить интерес для ученых и инженеров-практиков, желающих глубже понять принципы нанонауки и нанотехнологии.

Почему металлы проводят электрический ток, а диэлектрики нет? Почему металлы лучше проводят тепло, чем диэлектрики? Почему вообще в природе существуют проводники - металлы и изоляторы - диэлектрики? Почему одни тела - магниты, а другие нет? На эти и многие другие вопросы отвечает квантовая теория твердого тела, популярное изложение которой содержится в книге М. И. Каганова "Электроны, фононы, магноны".В книге почти нет формул. При этом автор не ограничивается констатацией свойств и описанием явлений, а объясняет их природу, оперируя общефизическими понятиями. Уделяя много внимания изложению классических результатов квантовой теории твердого тела, автор подводит читателя к пониманию сегодняшних проблем науки о кристаллах.

Книга посвящена бурно развивающемуся направлению науки и техники — нанофотонике. В дифракционной нанофотонике исследуется дифракция света на макрообъектах с минимальными неоднородностями порядка десятков нанометров, вплоть до квантовых точек размером около 10 нм. Подробно рассмотрены современные численные методы решения задач дифракции в рамках строгой электромагнитной теории. Рассмотрена дифракция света на двумерных и трехмерных фотонных кристаллах, на фотонно-кристаллических волноводах и линзах, на градиентных элементах, на одномерных и двумерных дифракционных решетках, в том числе с металлическими слоями для формирования интерференционной картины поверхностных электромагнитных волн (плазмонов). Рассмотрены магнитооптические свойства двухслойных металлодиэлектрических гетероструктур. Результаты математического моделирования сравниваются с результатами экспериментального исследования созданных устройств дифракционной нанофотоники. Для студентов старших курсов специальностей: прикладные математика и физика, прикладная математика и информатика, оптика, а также для аспирантов, докторантов, научных работников и специалистов, работающих в соответствующих областях.