中国科学院凝大学聚态物理专业介绍

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中国科学院凝大学聚态物理专业介绍正文

凝聚态物理

　　一、学科概况
　　1981年11月26日，高能物理研究所成为国务院批准的首批151个具有博士学位授予权的单位之一，其中博士学位授予单位的学科、专业点812个。凝聚态物理在2002年4月增列为博士和硕士学科点。
凝聚态物理专业具有一支年龄结构合理，实力强大的科研队伍。其中研究员18名，副研究员27名，包括中国科学院院士1名，中国科学院“百人计划”入选者3名，国家杰出青年基金获得者1名。
2006年至2010年，本学科已完成科研项目44项，其中，国家级项目32项，省部级项目9项，其他科研项目3项，科研总经费超过13943万元。本学科目前承担科研项目24项，其中，国家级项目18项，省部级项目3项，其他科研项目3项，科研总经费超过5545万元。2006－2010年，本学科获省部级科研、教学成果奖2项，在国内外期刊发表论文200余篇；出版学术专著、教材4部。
　　凝聚态物理具有很强的教学、科研实验室硬软件平台等条件，除了北京同步辐射装置的15个实验站、北京强流正电子实验设施外，还建立了蛋白质晶体学实验室、纳米材料制备实验室、光学实验室、自动化控制实验室等。目前，本学科拥有的教学与科研实验室建筑面积超过6200平方米，其中，专业实验室5800平方米，万元以上仪器设备超1千台，仪器设备值超2亿元。

　　二、学科内涵与特色
　　本学科培养点立足于北京正负电子对撞机国家实验室的北京同步辐射装置、北京强流慢正电子束装置，根据大科学装置上科学研究必须遵循的“仪器、设备、方法”紧密结合的规律，发展先进的实验技术和方法，为物理、化学、材料、生物、医学、环境等各个学科的前沿研究提供支持，同时开展材料结构、生物大分子结构、极端条件下的物性等研究，保证所发展的实验技术和方法能够真正解决各学科研究中遇到的问题。经过多年的学科凝练和发展，本学科培养点形成了如下的主要研究方向：
　　（1）同步辐射应用及实验方法研究
　　同步辐射具有许多优异特性，包括高亮度、准直性、相干性、宽能量波段和偏振性等，在过去的20年中已经成为推动科学技术迅猛发展的强大引擎。目前几乎每个月都有基于同步辐射的重要研究成果发表在Nature和Science等杂志上。
　　我们依托北京同步辐射装置推动同步辐射实验技术在材料、生命、环境和纳米等学科中的深入应用；发展基于同步辐射光源的新的实验技术和平台；发展同步辐射实验数据处理的相关理论，对实验数据进行恰当处理和理论分析。利用先进的同步辐射装置、一流的实验技术方法、以及适合的数据分析方法，开展前沿的课题研究是本方向的特点。
　　（2）核技术方法物质结构研究
　　在原子结构研究方面，主要关注极端条件下各种物质结构的变化。极端的压力、温度、磁场等条件是凝聚态物理、武器物理、地球科学、工程材料等领域必须的研究条件。
　　该研究方向的意义，可以从研究目前最具挑战性的高温超导等凝聚态物理中的前沿问题、与国家安全相关的极端条件下材料物性等课题中得到体现。本研究方向利用同步辐射装置上发展的实验能力，对这些具有重要的理论和应用意义的课题进行研究，并取得了一系列的成果。
　　（3）蛋白质结构及功能研究
　　蛋白质分子的三维结构不但对于基础研究，而且对于医药产业的开发有极为重大的直接关系。近年来，研究蛋白质以及其它生物大分子结构和功能的结构生物学迅猛发展，成为一个引人瞩目的新兴学科。
　　本研究方向依托北京同步辐射装置，致力于蛋白质晶体学解析结构的方法学研究。我们还综合同步辐射的各种实验技术，发展研究生物大分子结构和功能的方法学，特别是接近生理状态的溶液中的生物的分子结构和功能的研究。
　　本方向遵循大科学装置上方法学研究必须坚持“仪器、方法和应用”紧密结合的原则，在方法学研究的过程中与具体的生物学前沿课题，如基因损伤修复、基因表达调控等紧密结合。方法上的领先保证了生物学研究的进展，在生物学课题中的应用保证了方法学研究的实用性。
　　本研究方向由我国同步辐射事业的奠基人冼鼎昌院士创立，经过近十年的努力，已经在国内成为蛋白质结构和功能研究方法学的优势单位，并具有一定的国际影响力。
　　（4）新材料的同步辐射研究
　　随着科学技术日新月异的发展，人们对材料的性能提出了各种不同的要求，各种新颖的材料也应运而生。可以说新材料的研究具有重要的理论意义和应用价值。
　　本研究方向为新材料的同步辐射研究，其主要研究内容包含新材料的制备和新材料结构性能的同步辐射技术表征等两个方面。新材料的制备包括各种化学和物理的方法。决定材料性能的材料结构可利用同步辐射技术（包括Ｘ射线衍射、吸收、散射、荧光、真空紫外、以及光电子能谱）进行全方位（电子结构、原子近邻结构、结晶长程结构、纳米尺度结构、界面与表面、元素分布特征、光性质）的表征，同时利用同步辐射技术还可方便实现材料结构的原位实时研究。因此，利用先进的同步辐射技术对新材料进行原位实时的多种尺度结构的研究是本方向的重要特色。
　　本方向的研究人员在新材料的制备和结构研究方面都做了积极的探索，获得了一批具有重要学术价值的研究成果，在国际著名的学术期刊上发表了不少高质量的论文。在材料研究领域，特别是新材料的同步辐射研究方面具有一定的学术地位。而且随着同步辐射技术的不断发展和完善，新材料的同步辐射研究的学术地位还将不断提高。

　　三、培养对象与目标
　　本专业培养学术型博士和硕士研究生。招生对象为大学物理学、应用物理学、光学专业的本科毕业生，要求学生具有扎实的实验基础和动手能力。
凝聚态物理学科培养点主要开展基于同步辐射等大科学装置的实验方法研究，以及相关的物质结构研究。本学科培养点开展的研究注重“仪器、设备、应用”三个方面的结合，即发展先进的实验技术以解决前沿的科学问题，开展前沿的科学研究确保实验技术的先进性和实用性。在研究过程中，与国际上多个同步辐射实验，如欧洲同步辐射装置，美国能源部属下的各个国家实验室建立了良好的合作关系。
　　本学科培养点培养了我国同步辐射应用大批专业人才，毕业学生在新建的上海光源以及国外的同步辐射装置上发挥了重要的作用。
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