华南理工大学物理与光电学院凝聚态物理专业介绍

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凝聚态物理学是从微观角度出发，研究由大量粒子组成的凝聚态物质的结构、动力学过程及其与宏观物理性质之间联系的一门学科。简单地说，凝聚态物理的研究对象除晶体、非晶体与准晶体等固相物质外还包括从稠密气体、液体以及介于液态和固态之间的各类居间凝聚相。其研究层次从宏观、介观到微观；其物质维数从三维到低维和分数维；研究的外界环境从常规条件到各种极端条件，等等。凝聚态物理与材料科学、电子科学、地球科学、天体物理学、化学、以及生命科学等领域都有着非常密切的关系，是物理学中最重要、最丰富和最活跃的分支学科。在诸如半导体、磁学、超导体等许多学科领域中的重大成就已在当代高新科学技术领域中起关键性作用，为发展新材料、新器件和新工艺提供了科学基础。前沿研究热点层出不穷，新兴交叉分支学科不断出现，是凝聚态物理学科的一个重要特点；与生产实践密切联系是它的另一重要特点，许多研究课题经常同时兼有基础研究和开发应用研究的性质，研究成果可望迅速转化为生产力。

 

凝聚态物理专业在理论、实验和计算研究方面都有各自的特色。

 

1.理论研究

 

本专业在凝聚态理论研究上有较好的传统，在准晶体物理、介观物理、声子晶体、声学超材料、自旋电子学方向的等理论研究上成果突出，有多部学术专著出版，在国内外学术界有一定影响。多年来研究工作一直得到各类国家自然科学基金的资助。

 

2.实验研究

 

研究领域包括极端条件下凝聚态物质的超导电性、磁电多重铁性、纳米磁性、绝缘-金属转变和氢储存、纳米材料场发射性能、锂离子电池材料中的嵌入物理及其电子输运和离子输运性质等。旨在探索利用极端条件改变临界温度的途径，加速发现在极端环境下具有良好表现性能的新型能源材料，寻求提升能源材料的应用性能，并探索在正常条件下实际应用的可行性。本方向拥有自主创新的可在不同温度和压力环境下原位同时测量拉曼光谱、电输运性质和交流磁化率的多功能系统，并拥有激光分子束外延和溅射镀膜设备及锂离子电池电化学性能测试设备等。研究得到了教育部985工程、国家自然科学基金和教育部重点研究基金的资助。

 

3.计算研究

 

本研究方向旨在通过计算机模拟研究材料物性和设计新型材料，目前主要从事结构稳定性、晶体缺陷和掺杂理论、以及过渡金属表面的催化机制研究。具体涉及高性能的磁性半导体材料、太阳能电池材料、储氢材料、合金催化剂材料的性能研究及设计，以及复杂系统物理的模拟计算。本专业拥有较完备的科学计算软件，自己的集群计算中心以及中科院和国家超算中心等丰富计算资源，并得到了国家自然科学基金、教育部优秀人才支持计划、科技部973项目和国家基金委创新群体项目的资助。更多信息请参考http://www.compphys.cn。

 

凝聚态物理专业主要培养具有扎实的物理基础，较强的创新能力，特别是在新型材料的设计及其各种性能微观机理的研究方面有较强能力的高层次研发人员。研究生毕业后，可从事物理学的教学和科研工作，继续攻读相关专业的博士学位，或到企业从事新功能材料方面的应用研究和技术开发等工作。

 

主要课程：《高等量子力学》、《固体理论》、《计算物理》、《量子统计物理》、《凝聚态物理进展》等。