计算凝聚态物理

凝聚态物理

2004年论文目录 凝聚态物理 1．周俊，石勤伟，吴明卫 Spin-dependent transport in lateral periodic magnetic modulations: a scheme for spin filters Appl. Phys. Lett.，84 (2004) 365. 2．吴明卫，周俊，石勤伟 Spin-dependent quantum transport in periodic magnetic modulations: Aharonov-Bohm ring structure as a spin filter Appl. Phys. Lett.，85 (2004) 1012. 3．石勤伟，周俊，吴明卫 Spin filtering through a double-bend structure Appl. Phys. Lett.，85 (2004) 2547. 4．翁明琪，吴明卫，姜磊 Hot-electron effect in spin dephasing in n-type GaAs quantum Wells Phys. Rev. B, 69 (2004) 245320. 5．翁明琪，吴明卫 Multi-subband effect in spin dephasing in semiconductor quantum Wells Phys. Rev. B, 70 (2004) 195318. 6．翁明琪，吴明卫，石勤伟 Spin oscillations in transient diffusion of a spin pulse in n-type semiconductor quantum wells Phys. Rev. B, 69 (2004) 125310. 7．程晋罗，吴明卫，吕川 Spin relaxation in semiconductor quantum dots Phys. Rev. B, 69 (2004) 115318. 8．丁泽军、李会民、后藤敬一、蒋永忠、志水隆一 Energy Spectra of Backscattered Electrons in Auger Electron Spectroscopy: Comparison of Monte Carlo Simulation with Experiment J. Appl. Phys. 96 (2004) 4598-4606 9．丁泽军、李会民、唐旭东、志水隆一 Monte Carlo Simulation of Absolute Secondary Electron Yield of Cu Appl. Phys. A 78 (2004) 585-587 10．曾庆光、丁泽军 Photoluminescence and Raman Spectra Study of Para-Phenylenevinylene at Low Temperatures J. Phys.: Condens. Matter 16 (2004) 5171-517 11．孙霞，丁泽军

当今凝聚态物理研究的主要几个分支及研究进展

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/d113274023.html, 当今凝聚态物理研究的主要几个分支及研究进展 作者：张翠萍 来源：《中国新技术新产品》2016年第16期 摘要：本文通过对凝聚态物理固体电子论中的关联区、宏观量子态、介观物理与纳米结 构和软物质物理学这几个分支研究的一些内容还有对当今凝聚态物理研究的一些现象及其理论方法和已经取得的一些成就连同它们在器件和材料方面产生的作用和对未来影响的阐述，给出了这一基础学科对科学技术的影响和贡献，表明了凝聚态物理对现代科技的作用。 关键词：凝聚态物理；关联区；量子态；理论方法 中图分类号：O469 文献标识码：A 凝聚态物理学是当今物理学中最大也是最重要的分支学科之一，它是从微观角度出发，研究凝聚态物质的物理性质、微观结构以及它们之间的关系，因此建立起既深刻又普遍的理论体系，是当前物理学中最重要、最丰富和最活跃的学科，在许多学科领域中的重大成就已在当今高新科学技术领域中起了关键性作用，为发展新材料、新器件和新工艺提供了科学基础。凝聚态物理一方面与粒子物理学在概念上的发展相互渗透，对一些最基本的问题给出启示；另一方面为新型材料的研发和制备提供理论上和实验上的支持，与工科的技术学科衔接构成科学上最有实用性的拓新领域。那么，当今凝聚态物理主要研究哪些分支内容？使用什么样的理论方法？这些研究在哪些方面有所成就？ 一、凝聚态物理当今主要研究的一些分支内容 凝聚态指的是由大量粒子组成且粒子间有很强相互作用的系统。固态和液态是最常见的凝聚态，低温下的超流态、超导态、玻色-爱因斯坦凝聚态、磁介质中的铁磁态、反铁磁态等，也都是凝聚态。凝聚态物理是属于偏应用的交叉学科，研究方向和分支很多，基本任务是阐明微观结构与物理性质的关系。传统的凝聚态物理主要研究半导体、磁学、超导体等，现今凝聚态物理学研究的理论内容十分广泛，以下是其中较活跃的几个分支： 1.固体电子论中的关联区 研究固体中的电子行为，是凝聚态物理的前身固体物理学的核心问题。按电子间相互作用的大小，固体中电子的行为分成3个区域，它们分别是弱关联区、中等关联区和强关联区。弱关联区的研究基于电子受晶格上离子散射的能带理论，应用于半导体和简单金属，构成了半导体物理学的理论基础；中等关联区的研究包括一般金属和强磁性物质，是构成铁磁学的物理基

浅谈凝聚态物理学

浅谈凝聚态物理学 09物本—0911*******—郑默超 凝聚态物理学（condensed matter physics）是从微观角度出发，研究由大量粒子（原子、分子、离子、电子）组成的凝聚态的结构、动力学过程及其与宏观物理性质之间的联系的一门学科。凝聚态物理是以固体物理为基础的外向延拓。 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，例如液氦、液晶、熔盐、液态金属、电解液、玻璃、凝胶等。经过半个世纪的发展，目前已形成了比固体物理学更广泛更深入的理论体系。特别是八十年代以来，凝聚态物理学取得了巨大进展，研究对象日益扩展，更为复杂。一方面传统的固体物理各个分支如金属物理、半导体物理、磁学、低温物理和电介质物理等的研究更深入，各分支之间的联系更趋密切；另一方面许多新的分支不断涌现，如强关联电子体系物理学、无序体系物理学、准晶物理学、介观物理与团簇物理等。从而使凝聚态物理学成为当前物理学中最重要的分支学科之一，从事凝聚态研究的人数在物理学家中首屈一指，每年发表的论文数在物理学的各个分支中居领先位置。目前凝聚态物理学正处在枝繁叶茂的兴旺时期。并且，由于凝聚态物理的基础性研究往往与实际的技术应用有着紧密的联系，凝聚态物理学的成果是一系列新技术、新材料和新器件，在当今世界的高新科技领域起着关键性的不可替代的作用。近

年来凝聚态物理学的研究成果、研究方法和技术日益向相邻学科渗透、扩展，有力的促进了诸如化学、物理、生物物理学和地球物理等交叉学科的发展。 众所周知，复杂多样的物质形态基本上分成三类：气态、液态和固态，在这三种物态中，凝聚态物理研究的对象就占了二个，这就决定了这门学科的每一步进展都与我们人类的生活休戚相关。从传统的各种金属、合金到新型的各种半导体、超导材料，从玻璃、陶瓷到各种聚合物和复合材料，从各种光学晶体到各种液晶材料等等；所有这些材料所涉及到的声、光、电、磁、热等特性都是建立在凝聚态物理研究的基础上的。凝聚态物理研究还直接为许多高科学技术本身提供了基础。当今正蓬勃发展着的微电子技术、激光技术、光电子技术和光纤通讯技术等等都密切联系着凝聚态物理的研究和发展。凝聚态物理以万物皆成于原子为宗旨，以量子力学为基础研究各种凝聚态，这是一个非常雄心勃勃的举措。凝聚态物理这个学科名称的诞生仅仅是最近几十年的事。如果追寻一下它的渊源。应该说出自于对固态中晶态固体的研究和对液态中量子液体的研究。在对这二种特殊态的长期研究中，人们积累了一些经验，也建立起了一些信心，并逐步把一些已有的方法推广用于非晶态和液晶乃至液态的研究，从而大大拓宽了视野，逐步形成了凝聚态物理。今天，凝聚态物理的视野还在继续开拓。然而作为渊源的二种凝聚态即晶态固体和量子液体，时至今日仍然是它主要的研究对象，内容当然越来越丰富了，考

凝聚态物理领域的著名人物

https://www.wendangku.net/doc/d113274023.html,/u/4ae56600010005oo MIT MIT的凝聚态理论组里面做高温超导的教授有Patrick Lee, 文小刚(Xiao-Gang Wen )，和刚刚加盟的Todadri Senthil，前两位在本版介绍过无数次了，这里就不说了 。Senthil是Sachdev的PhD，他在Santa Barbara做Postdoc的时候跟Matthew Fishe r (UCSB)合作的一系列关于Z2规范场论、电荷分数化和拓扑序的工作使他很快成名 ，他现在的研究重点是寻找各种强关联体系中的分数化和拓扑序。除这三位教授之 外，MIT凝聚态组里还有两个postdoc从事高温超导的研究，Motrunich和Vishwanat h，都是Senthil小组的，后者是MIT的Pappalardo Fellow。 Stanford Stanford只有张守晟(Shou-Cheng Zhang)和Rob Laughlin从事高温超导的研究，前 者的SO(5)模型名气很大，后者的任意子超导名气很大，但基本上已经被实验排除了 。SO(5)倒是还在坚挺，因为张守晟会不断修改他的理论，以适应实验。Laughlin在 三年前跟别人合作提出来所谓的DDW模型，去年又独自抛出了一个Gossamer超导体的概念，不过没有引起太多注意。Laughlin一直关注高温超 导，也有不少想法，但写paper很少。 90年代超导实验的引用次数最多的文章可能是丁洪、Norman、Randeria发现赝能隙 的那篇, 是发表在1996年的Nature上的，我去年查的时候这篇文章已经被引了600多次了。沈志勋(Stanford)的发现赝能隙的那篇，也就473次而已。 沈志勋在高温超导国际会议上获得了昂纳斯奖，以表彰他在用photoemission研究高 温超导电性质方面的工作，其实丁洪也不差。可能是因为这个，据说俩人关系不睦 ，很可惜。 Princeton 一提起Princeton大家就会想到Anderson，不过我不想说他。我想说的是年轻的Shi vaji Sondhi，这个印度人和法国人Moessner合作在寻找Anderson提出的RVB和spin liquid方面做出了很值得重视的工作，最近三年里很多研究小组在各种Heisenber g模型上寻找spin liquid和分数化，其中Sondhi贡献很大。 单纯地通过看他们的paper来了解他们的工作，是不现实的，因为你目前并无研究经验，无法判断某篇paper是否重要以及对错。 paper多不代表牛，因为可能都是无价值的；paper被引用多也不代表牛，因为可能 这篇paper是在一个错误的方向上的；曾经做出了不错的工作也不代表牛，因为他可 能是在该项研究中处于次要地位，等他自己做了professor，反而表现不出强的独立 科研能力。

凝聚态物理学发展状况

§1 凝聚态物理学发展状况 凝聚态物理学研究物质的宏观物理性质的学科。所谓“凝聚态”，指的是由大量粒子组成，并且粒子间有很强相互作用的系统。自然界中存在着各种各样的凝聚态物质。固态和液态是最常见的凝聚态。低温下的超流态，超导态，玻色-爱因斯坦凝聚态，磁介质中的铁磁态，反铁磁态等，也都是凝聚态。 研究凝聚态物质的宏观性质及其微观本质的物理学分支。凝聚态物质的共同特点是原子（或分子）的间距和原子（或分子）本身的线度有大致相同的数量级，因而原子（或分子）间有较强的相互作用，这使凝聚态物质表现出具有一定的体积和压缩率很小这些共同的宏观特征；在微观结构上则具有长程有序（晶体）或短程有序（液体）的特点（见非晶态）。和气体相比，凝聚态物质具有迥然不同且更为多样化的属性。凝聚态物理学涉及范围极广的研究领域。自建立了量子理论后，晶态固体的一系列基本宏观性质得到了较好的理论解释，逐渐形成了较完整的晶态物理学基础。以后，晶态物理所研究的内容又有极大的扩展，如开始了对非晶态固体的研究，从完整的和纯净的晶体转移到对杂质和缺陷的研究，从体内性质扩展到表面和界面性质的研究，由平衡态转向瞬态、亚稳态和相变的研究，从常温常压条件转向极低温和超高压条件下的研究，以及从普通晶格扩展到超晶格（一种由不同单晶薄膜周期性地交替叠合而成的人工晶格）的研究，等等。所有这些构成了固体物理学这个宏大学科，按所研究的问题的不同，固体物理学又分出结晶学、金属物理学、半导体物理学、电介质物理学、磁性物理学、表面物理学和超导物理学等分支学科。凝聚态物理学除上述内容外还包括对液态氦和液晶的研究内容。凝聚态物理学由于其实用性强，和其他自然科学领域联系紧密，已成为物理学发展的重点之一。 目前凝聚态物理学面临的主要问题是铁磁态和高温超导体的理论模型。 1. 概况 凝聚态物理学是从微观角度出发，研究由大量粒子（原子、分子、离子、电子）组成的凝聚态的结构、动力学过程及其和宏观物理性质之间的联系的一门学科。凝聚态物理是以固体物理为基础的外向延拓。 凝聚态物理的研究对象除晶体、非晶体和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，例如液氦、液晶、熔盐、液态金属、电解液、玻璃、凝胶等。经过半个世纪的发展，目前已形成了比固体物理学更广泛更深入的理论体系。特别是八十年代以来，凝聚态物理学取得了巨大进展，研究对象日益扩展，更为复杂。一方面传统的固体物理各个分支如金属物理、半导体物理、磁学、低温物理和电介质物理等的研究更深入，各分支之间的联系更趋密切；另一方面许多新的分支不断涌现，如强关联电子体系物理学、无序体系物理学、准晶物理学、介观物理和团簇物理等。从而使凝聚态物理学成为当前物理学中最重要的分支学科之一，从事凝聚态研究的人数在物理学家中首屈一指，每年发表的论文数在物理学的各个分支中居领先位置。目前凝聚态物理学正处在枝繁叶茂的兴旺时期。并且，由于凝聚态物理的基础性研究往往和实际的技术使用有着紧密的联系，凝聚态物理学的成果是一系列新技术、新材料和新器件，在当今世界的高新科技领域起着关键性的不可替代的作用。近年来凝聚态物理学的研究成果、研究方法和技术日益向相邻学科渗透、扩展，有力的促进了诸如化学、物理、生物物理和地球物理等交叉学科的发展。 2.学科研究范围 研究凝聚态物质的原子之间的结构、电子态结构以及相关的各种物理性质。研究领域包括固体物理、晶体物理、金属物理、半导体物理、电介质物理、磁学、固体光学性质、低温物理和超导电性、高压物理、稀土物理、液晶物理、非晶物理、低维物理（包括薄膜物理、

浅谈凝聚态物理学的历史发展与研究

浅谈凝聚态物理学的历史发展与研究 摘要：所谓“凝聚态”，指的是由大量粒子组成，并且粒子间有很强相互作用的系统。自然界中存在着各种各样的凝聚态物质。固态和液态是最常见的凝聚态。低温下的超流态，超导态，玻色- 爱因斯坦凝聚态，磁介质中的铁磁态，反铁磁态等，也都是凝聚态。当代物理学把固态物质和液态物质统称为凝聚态物质。本文就凝聚态物理的内容和发展进行综合性的概述。 关键词：凝聚态凝聚态物理固体物理超导物理 引言: 凝聚态物理学是当今物理学最大也是最重要的分支学科之一。研究由大 量微观粒子(原子、分子、离子、电子)组成的凝聚态物质的微观结构、粒子间的相互作用、运动规律及其物质性质与应用的科学。它是以固体物理学为主干，进一步拓宽研究对象，深化研究层次形成的学科。其研究对象除了晶体、非晶体与准晶体等固体物质外，还包括稠密气体、液体以及介于液体与固体之间的各种凝聚态物质，内容十分广泛。其研究层次，从宏观、介观到微观，进一步从微观层次统一认识各种凝聚态物理现象；物质维数，从三维到低维和分数维；结构从周期到非周期和准周期，完整到不完整和近完整；外界环境从常规条件到极端条件和多种极端条件交叉作用等,形成了比固体物理学更深刻更普遍的理论体系。经过半个世纪的发展，凝聚态物理学已成为物理学中最重要、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. 一、凝聚态物理学的历史和发展 凝聚态物理学起源于19世纪固体物理学和低温物理学的发展。70年代特别是80年代之后, 由于固体物理学和研究范围在不断扩大，其涉及的概念体系也开始变迁的转移，固体物理学这一名词常被“凝聚态物理学”所取代。随着液体物理，半导体物理，超导物理，纳米材料等科学的发展，凝聚态物理学逐渐成为物理学科内一门不可或缺的分支。 1.1. 凝聚态物理学的萌芽时期——固体物理学的建立 固体物理学是研究固体的性质、它的微观结构及其各种内部运动，以及这种微观结构和内部运动同固体的宏观性质的关系的学科。 19世纪，人们对晶体的认识逐渐深入。1840年法国物理学家奥古斯特·布拉维导出了三维晶体的所有14种排列方式，即布拉维点阵。1912年，德国物理学家冯·劳厄发现了X射线在晶体上的衍射，开创了固体物理学的新时代，从此，人们可以通过X射线的衍射条纹研究晶体的微观结构。 1984年发现准周期结构以及分形结构中波的传播都存在一些新现象。在低温下考虑波的相干性,电输运现象会出现一些新结果,在介观物理领域中观测到一系列反映量子相干性的效应。由此看来,固体物理学范式扩大,由周期结构到非周期结构,可以容纳许多物理学研究的新领域。能带理论是建立在单电子近似的基础上的,也就是说忽略了电子间的相互作用。但实际上这种相互作用总是存在,

凝聚态物理学

凝聚态物理学 本书是为一年级研究生的凝聚态物理课程撰写的教 科书。其1版出版于2000年，本书是2010年出版的第2版。它统一地处理所有的凝聚态物质，既包括了对于传统的、经典的课题的阐述，也给出了作者认为对于未来的发展将会起重要作用的一些领域的介绍。本书不仅讲述能带理论、输运现象、半导体物理，而且也介绍了准晶、相变动力学、纳米尺度电子的干涉、量子霍耳效应和超导等。在这个第2版中，包括了一些最新的进展，特别是关于软物质物理学，包括液晶、聚合物物理以及流体动力学等的材料。 本书有如下几个特点：1.强调理论与实验的对照，作者明确地指出了理论并非都与实验完全相符，目前仍然存在许多不确定的理论问题有待解决。2.书中给出了许多直接取自实验的新的图和数据表。3.每一章末尾的习题，大部分与课文紧密相关，而且分步骤给出了求解的指导。有些题目要求用计算机数值求解，特别是一些简单的能带计算，需要用计算机画出图来。4.全书末尾给出了一个长达40页的索引，这在一般的书上很少见。给读者查找相关内容带来了很大的方便。5.对于一些现象的解释尽可能做到简单，但对于一些计算和充分肯定的实验数据的解释尽量详细。6.本书列出了

1000多篇最近发表的以及历史上起过重要作用的参考文献，便于读者进一步深入研习。 全书共分27章，分别归属于六个部分。各部分与各章内容分别为：第一部分原子结构，含第1―5章：1.晶体概念； 2.三维晶格； 3.散射与结构； 4.表面和界面； 5.除晶体之外。第二部分电子结构，含第6―10章： 6.自由费米气体和单电子模型； 7.周期势中的无相互作用电子； 8.近自由与紧束缚； 9.电子一电子相互作用；10.固体中的一些实际计算。第三部分力学，含第11―15章：11.固体的内聚力；12.弹性；13. 声子；14.位错和缺陷；15.流体力学。第四部分电子输运，含第16―19章：16.Bloch电子动力学；17.输运现象和费米液体理论；18.传导的微观理论：19.电子学。第五部分光学性质，含第20-23章：20.唯象理论；21.半导体的光学性质； 22.绝缘体的光学性质；23.金属的光学性质与非弹性散射。第六部分磁性，含第24―27章：24.磁性和有序化的经典理论；25.离子与电子的磁性；26.相互作用磁矩的量子力学； 27.超导电性。 本书内容丰富，叙述清晰、透彻、易于理解，是一本适合于凝聚态物理、电子工程、材料科学、应用数学及化学学科高年级大学生和研究生学习凝聚态物理的很好的教材。对于相关领域的研究人员也具有重要的参考价值。 丁亦兵，教授

凝聚态物理相关诺贝尔奖

凝聚态物理相关诺贝尔化学奖1970- 凝聚态物理相关诺贝尔物理学奖1970- 约翰·巴丁 美 国 “他们联合创立了 的 "for superconductivity, usually called the BCS-theory" 美 国 约翰·罗伯特·施里弗 美 国 日 本“发现 "for their experimental discoveries regarding tunneling phenomena in semiconductors and superconductors, respectively" 伊瓦尔·贾埃弗 挪威

布赖 恩·戴维·约瑟夫森 英 国 “他理论上预测出通过隧道势垒的超电流的 性质，特别是那些通常被称为 的现象” "for his theoretical predictions of the properties of a supercurrent through a tunnel barrier, in particular those phenomena which are generally known as the Josephson effect" 菲利 普·沃伦·安德森 美 国 “对磁性和无序体系电子结构的基础性理 论研究” "for their fundamental theoretical investigations of the electronic structure of magnetic and disordered systems" 英 国 美 国 年彼得·列昂尼 多维奇·卡皮 查 苏 联 “低温物理领域的基本发明和发现” "for his basic inventions and discoveries in the area of low-temperature physics" 美 国 “对与相转变有关的临界现象理论的贡献” "for his theory for critical phenomena in connection with phase transitions" 克劳斯·冯·克 利青 德 国 “发现 "for the discovery of the quantized Hall effect"

凝聚态物理学中的基本概念

凝聚态物理学中的基本概念 文章分析了凝聚态物理学这一学科的历史沿革和它在当代的发展现状，介绍了凝聚态物理学的理论基础，集中分析了凝聚态物理学的研究内容，提出凝聚态物理学在当代以及未来的发展方向，旨在解释清楚凝聚态物理学的概念，帮助学生学习、理解相关内容。 标签：凝聚态物理学；固体物理学；基本概念 一、凝聚态物理学的起源和发展 1.凝聚态物理学的起源 凝聚态物理学的前身是固体物理学，固体物理学的研究对象是固体，包括它的物理性质、微观结构、各种内部运动以及彼此之間的关系。固体物理学的一个重要的理论基石为建立在单电子近似的基础上的能带理论，于1928年由布洛赫研究提出，周期结构中波的传播是能带理论的核心概念，基本建立了固体物理学的理论范式。 2.凝聚态物理学的发展 凝聚态物理学诞生于19世纪70年代，在19世纪80至90年代之间逐步发展，最终取代固体物理学这个概念。凝聚态物理学的诞生弥补了当时固体物理学研究存在的不足之处。 凝聚态物理学从微观的角度研究凝聚态物质的物理性质、结构和各种运动以及彼此之间的关系。凝聚态物理学的理论基础是相互作用多粒子理论，与固体物理学相比，凝聚态物理学的研究除了扩大研究对象范围，还有一些概念的迁移和发展。 二、凝聚态物理学的理论基础 凝聚态物理学以固体物理学研究为基础，L·朗道和P·安德森这两位科学家对凝聚态物理学的发展具有重要的影响。L·朗道提出了凝聚态物理学的主要的理论范式即对称性破缺，并引入序参量和元激发，使之普遍化。P·安德森在研究著作中强调了对称破缺和元激发的重要性，并补充提出了广义刚度、重正化群等理论。 三、凝聚态物理学的研究内容 凝聚物理学主要研究物质的微观结构与物理性质的相互关系，研究内容较为广泛。 1.固体电子论

2015级硕士研究生凝聚态物理导论考试题目及答案(自己整理)

2015年“凝聚态物理导论”课程考试题目 （2015级硕士研究生，2016年1月） 一、简答题（合计30分，要求给出简洁和准确的解答，字数不少于1000字） 1. 固体物理学的范式？ 答：（1）晶体学研究，涉及晶体的周期性结构（2）固体比热理论，涉及晶格振动的研究（3）金属导电的自由电子理论（4）铁磁性研究相关内容[1]。 2. 凝聚态物理学的新范式？ 答：凝聚态物理学是从微观角度出发，研究相互作用多粒子系统组成的凝聚态物质的结构和动力学过程以及其与宏观物理性质之间关系的一门科学。经过长时间的发展，如进行成了以“对称破缺”为核心概念所建立的凝聚态物理学新范式，包括了（1）基态（2）元激发（3）缺陷（4）临界区域等四个不同的层次，而且这些层次之间又彼此相互关联[2]。 3. Hartree-Fock 近似？ 答：总的来看，Hartree-Fock 近似是一种对“原子核和周围与其保持电中性的一组电子”这一系统哈密顿量的一种简化处理，以实现单电子近似。它主要涉及到对“电子之间的相互作用势”这一项的简化与修正。这种简化并非是一蹴而就的，首先是Hartree 的自洽场近似，假设每个电子运动于其他所有电子构成的电荷分布（通过2 Ψ）所决定的场里，引入电子之间的相互作用势： ()()j i j j i j i i i dr r r r Ψe r V ∑≠-=22041 πε（1） 来代替原先Hamilton 量中的电子之间的相互作用势。之所以称为“自洽”是因为最终的方程组可以通过自洽的方式求解。 另外一方面，如果考虑电子的自旋，总波函数相对于互换一对电子应是反对称的，最终求解出的电子系统的总能量还要增加一项：每对平行自旋电子的交换能。 ()()()()r drd r r r r r r e E j i j j i i ''' -?'=∑??≠∞ψψψψπε1802（2） 结合以上两种处理就是Hartree-Fock 近似。 4. 密度泛函理论？ 答：密度泛函理论的含义从其英文“Density functional theory ”更能直观的反映出来，它应用“电子密度泛函数”来处理多体问题。而泛函数通常指一种定义域为函数，而值域为实数的函数，换句话说，是一种函数组成的向量空间到实数的一个映射[3]。泛函数常用来寻找某个能量泛函的最小系统状态，这为密度泛函理论的应用提供了一个基础。下面对密度泛函理论的理论基础做一些初步的解释：一般在固体周期性结构中，当我们把原子或者离

凝聚态物理学

《凝聚态物理学》教学大纲 课程英文名称：Condensed matter physics 课程编号：0322203002 课程计划学时：48 学分：3 课程简介：本课程为专业基础课。凝聚态物理学是由固体物理学逐渐演变而来的, 为了对凝聚物质的前沿问题的了解及掌握非常必要开设“填补传统固体物理学领域与凝聚态物理学前沿研究课题之间的沟鸿”的凝聚态物理学。通过该课程的学习，学生可以掌握凝聚态物理的基本理论与基本方法，能提高本科生分析和解决实际物理问题的能力，为磁性材料物理本科生后续的材料物理专业实验课程学习和毕业论文阶段的理论基础，并掌握初步的解决问题方法。 让学生掌握凝聚物质的结构，各种物质结构中的波的行为，键、能带，相变与有序相等内容。为后续毕业论文（计算材料学方向）打好坚实的理论基础及提高实验现象的理论分析能力。 一、课程教学内容及教学基本要求 0绪论综览 本编重点： 1)了解物质世界的层次化，凝聚态物理学的研究范围，凝聚态物理学的历史透视与概念框架。 2) 理解量子力学与经典物理的采用方法上的界限（即量子简并温度）。 难点：量子简并温度，凝聚现象。 本章学时:2学时 教学形式:讲授 教具:投影仪，黑板，粉笔 第一节0.1物质世界的层次化；0.2凝聚态物理学的范围；0.3 凝聚态物理学的历史透视与概念框架 本节要求：了解：物质世界的层次化（20世纪的物理学，简单性与复杂性，层展现象）；凝聚态物理学的范围（理论方法：量子力学与经典物理，经典现象，有序化）；凝聚态物理学的历史透视与概念框架（固体物理学的范式，键与能带—从单电子近似走向关联电子态，合作现象及其他，凝聚态物理学范式） 1物质世界的层次化（了解）；凝聚态物理学的范围（了解）； 2凝聚态物理学的历史透视与概念框架（了解）。 第一编凝聚物质的结构 本编重点：

培养方案——凝聚态物理(专业代码：070205)一、培养目标

培养方案——凝聚态物理（专业代码：070205） 一、培养目标 本学科培养德、智、体全面发展的、具有坚实和系统的凝聚态物理理论基础与专门知识，掌握现代物理分析技术，了解凝聚态物理发展的前沿和动态，能够适应 国家经济、科技、教育发展需要，独立从事本学科前沿领域的科学研究和教学，并能作出创造性成果的高层次人才。 二、研究方向 1．强关联体系和低温物理、2．纳米材料与物理、3．凝聚态理论、4．功能薄膜与器件物理、5．光学材料与光谱学 三、学制及学分 按照研究生院有关规定。 四、课程设置 英语、政治等公共必修课和必修环节按研究生院统一要求。 学科基础课和专业课如下所列。 基础课： PH05101 高等量子力学★1（4） PH05102 近代物理进展（4） PH05104 高等电动力学（Ⅱ）★2（4）PH55201 高等固体物理★3（5） PH55202 固体理论★4（4） PH55203 固体物理实验方法(Ⅰ)（4） PH55204 群论及其应用(Ⅰ)（2） PH55205 量子统计理论(上)（3） PH55206 量子统计理论(下)（3） PH55207 凝聚态物理前沿学术讲座及讨论 (seminar)（2） PH55208 固体物理实验方法(Ⅱ)（4） 专业课： PH54202 固体表面分析原理（3） PH14202 量子场论(Ⅰ)（4） PH55210 重整化群理论（3） PH55211 超导物理（4） PH55212 低温固态物理（3） PH55213 高等半导体物理（4）

PH55214 超导电子学（3） PH55215 固体中的光跃迁（3） PH55216 多体量子理论（4） PH55217 分形原理及其应用（3） PH55218 薄膜生长（2.5） PH55219 透射电子显微学（2.5） PH55220 X射线衍射（3） PH55221 物质成分的光谱分析（2.5） PH55223 极低温物理（3） PH55222 物质结构的波谱能谱分析 （3） PH55224 X射线基础（3） PH55225 半导体光学（4） PH55226 晶体学（4） PH55227 固体光学与光谱学（3） PH05103 高等电动力学（4） PH56201 高等凝聚态物理（4） PH56202 低温物理实验原理和方法（3） PH56203 光电子学（4） PH56204 计算凝聚态物理（2） PH56205 固体功能材料概论（3） PH56206 材料物理实验方法（4） PH56207 固体的表面与界面（3） PH16207 非线性动力学专题（4） PH16208 复杂系统理论专题（4） 备注：★1和★2二门课程研究生可根据导师要求选择其中一门，★3和★4二门课程研究生可根据导师要求选择其中一门即可。 五、科研能力要求 按照研究生院有关规定。 六、学位论文要求 按照研究生院有关规定。

研究生面试(凝聚态物理)

1.什么是能带？ 在形成分子时，原子轨道构成具有分立能级的分子轨道。晶体是由大量的原子有序堆积而成的。由原子轨道所构成的分子轨道的数量非常之大，以至于可以将所形成的分子轨道的能级看成是准连续的，即形成了能带。 2.什么是位移电流？是由谁引入的？其物理实质是什么？ 在电磁学里，位移电流（displacement current）定义为电位移通量对于时间的变率。 位移电流的单位与电流的单位相同。如同真实的电流，位移电流也有一个伴随的磁场。 但是，位移电流并不是移动的电荷所形成的电流；而是电位移通量对于时间的偏导数。 于 1861 年，詹姆斯·麦克斯韦发表了一篇论文《论物理力线》，提出位移电流的概念。 在这篇论文内，他将位移电流项目加入了安培定律[1]。修改后的定律，现今称为麦克斯韦-安培方程。 3.简述原胞和单胞的区别。 原胞（Primitive cell）是晶体中最小的周期性重复单元。 有时，为了更加直观地反映出晶体的宏观对称性，取一个包含若干个原胞的平行六面体作为重复单元，该重复单元被称为结晶学原胞，简称晶胞或单胞 4.什么是宏观对称素和微观对称素？ 八种晶体的宏观基本对称要素i,m,1,2,3,4,6, 进行组合，一共能够得到32种组合方式，也叫32个点群。 所谓晶体的微观对称性就是晶体微观结构中的对称性除八种基本对称要素之外，空间动作要素：点阵、滑移面、螺旋轴在晶体结构中也能出现，它们统称微观对称要素，类似于宏观对称要素组合成32个点群的情况一样，所有的微观对称要素在符合点阵结构(14种布喇菲格子)基本特征的原则下，能够得到230种组合方式。简述热力学四大定律。 5.晶体可能有的独立的点对称元素有几种？ 6.康普顿散射证明了什么？ 在原子物理学中，康普顿散射，或称康普顿效应（英语：compton effect），是指当X 射线或伽马射线的光子跟物质相互作用，因失去能量而导致波长变长的现象。相应的还存在逆康普顿效应——光子获得能量引起波长变短。这一波长变化的幅度被称为康普顿偏移。这个效应反映出光不仅仅具有波动性。此前汤姆孙散射的经典波动理论并不能解释此处波长偏移的成因，必须引入光的粒子性。这一实验说服了当时很多物理学家相信，光在某种情况下表现出粒子性，光束类似一串粒子流，而该粒子流的能量与光频率成正比。 7.比热反映了什么，它的微观本质是什么？ 8.简述量子力学的发展。 量子力学是描述微观世界结构、运动与变化规律的物理科学。它是20世纪人类文明发展的一个重大飞跃，量子力学的发现引发了一系列划时代的科学发现与技术发明，对人类社会的进步做出重要贡献。 19世纪末正当人们为经典物理取得重大成就的时候，一系列经典理论无法解释的现象一个接一个地发现了。德国物理学家维恩通过热辐射能谱的测量发现的热辐射定理。

凝聚态物理硕士培养方案

凝聚态物理专业硕士研究生培养方案 一、培养目标 为了培养德、智、体全面发展的,能够适应社会、经济和科技发展需要的高层次专门人才，对硕士研究生的培养提出如下要求： 1、掌握马克思主义基本理论，热爱祖国、遵纪守法，具有良好的道德品质和较强的事业心，积极为社会主义现代化建设服务。 2、树立实事求是和勇于创新的科学精神，掌握坚实的基础理论和系统的专门知识，具有从事科研工作或独立担负专门技术工作的能力。 3、掌握一门外语，并能熟练地运用于本专业的科研工作。 4、具有健康的体魄。 二、研究方向 具体研究方向参见附表一。 三、学习年限 1、在校学习年限为3年，其中第一年进行课程学习，第二和第三年开展论文工作。 2、课程学习实行学分制，完成规定的学分要求方可申请论文答辩。 3、在职人员的学习年限可适当延长，但延长时间一般不超过一年。 四、课程设置与学分 1、具体课程设置参见附表二。 2、完成课程学习后，获得的总学分应不低于32学分，其中必修课学分至少为20学分。 五、学位论文工作： 1、文献阅读：研究生应在导师指导下阅读一定数量的文献并写出总结报告，总结报告的形式由导师规定并在第一学年内完成。 2、选题和开题报告：为确保学位论文质量，研究生应在导师指导下，通过阅读文献和进行学术调研，尽早确定论文选题范围，并在第三学期初举行开题报告会。开题报告应包括研究题目、现状分析、研究内容和特色、研究方案、可行性分析、预期成果等项内容。开题报告由本专业研究生导师组成的专家小组审核，未通过者必须重新进行。 3：中期考核：为了保证研究生学位论文质量，由本专业研究生导师组成的专家小组按照《硕士研究生论文工作中期检查考核表》要求的内容在第四学期初进行中期考核。考核未通过者有一次重新进行中期考核的机会，一般应在一至两个月之内完成。 六、培养方式 论文工作是全面训练研究生树立严谨学风，掌握科学研究基本方法的重要环节。研究生的学位论文工作应包括以下几个主要环节：文献阅读、学术调研、开题报告、中期考核、论文撰写、论文答辩等。导师要全面掌握研究生的论文工作进度，研究生用于科学研究和撰写论文的累计时间不应少于一年半。在培养过程中，既要充分发挥导师的主导作用，又要充分挖掘研究生的学习潜能，调动其积极性。研究生论文的具体要求按照学校学位管理条例规定执行。 七、其它学习项目 在进行论文工作期间，研究生还应通过与导师协商，积极参与一定数量的其它学习项目，如教学实践、科研实践、社会实践、学术会议和学术讲座等。

凝聚态物理学的产生发展和未来

凝聚态物理学的产生，发展和未来 凝聚态物理学的产生：凝聚态物理学是从微观角度出发，研究由大量粒子（原子、分子、离子、电子）组成的凝聚态的结构、动力学过程及其与宏观物理性质之间的联系的一门学科。凝聚态物理是以固体物理为基础的外向延拓。 凝聚态物理学的发展：凝聚态物理以万物皆成于原子为宗旨，以量子力学为基础研究各种凝聚态，这是一个非常雄心勃勃的举措。凝聚态物理这个学科名称的诞生仅仅是最近几十年的事。如果追寻一下它的渊源。应该说出自于对固态中晶态固体的研究和对液态中量子液体的研究。在对这二种特殊态的长期研究中，人们积累了一些经验，也建立起了一些信心，并逐步把一些已有的方法推广用于非晶态和液晶乃至液态的研究，从而大大拓宽了视野，逐步形成了凝聚态物理。今天，凝聚态物理的视野还在继续开拓。然而作为渊源的二种凝聚态即晶态固体和量子液体，时至今日仍然是它主要的研究对象，内容当然越来越丰富了，考虑的问题也越来越深入了。毕竟我们面临的是同一个自然界，许多现象和规律是普适的。人们正是通过对一系列特殊态的深入研究来逐步认识和掌握那些普适的规律。 凝聚态物理学是当今物理学最大也是最重要的分支学科之一。研究由大量微观粒子(原子、分子、离子、电子)组成的凝聚态物质的微观结构、粒子间的相互作用、运动规律及其物质性质与应用的科学。它是以固体物理学为主干，进一步拓宽研究对象，深化研究层次形成的学科。其研究对象除了晶体、非晶体与准晶体等固体物质外，还包括稠密气体、液体以及介于液体与固体之间的各种凝聚态物质，内容十分广泛。其研究层次，从宏观、介观到微观，进一步从微观层次统一认识各种凝聚态物理现象；物质维数，从三维到低维和分数维；结构从周期到非周期和准周期，完整到不完整和近完整；外界环境从常规条件到极端条件和多种极端条件交叉作用，等等，形成了比固体物理学更深刻更普遍的理论体系。经过半个世纪的发展，凝聚态物理学已成为物理学中最重要、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。1.准晶态的发现（1984年）2.高温超导体的发现YBaCuO2（1986年）3.纳米科学（1984年）4.材料的巨磁阻效应LaSrMnO3（1992年）5.新的高温超导材料MgB2（2001年）90年代所兴起的纳米物理学，又成为凝聚态物理的一个新的世界性研究热点。当今凝聚态物理学已成为物理学最活跃的前沿领域，它不仅突破了传统固体物理学，使研究对象日益多样化和复杂化，又由于许多有价值的发现出现在相互交叉的学科领域，它又对促进交叉学科的发展，显现出强大的活力。它的实验手段、理论概念与技术不断地向着化学物理、生物、地球物理、天文、地质等领域渗透，从DNA晶体结构到地球板块驱动力的研究，从量子电子器件的机理到新材料的研制，无一不与凝聚态物理学有关。凝聚态物理在物理学乃至整个自然科学中，正在显示出日益强大的影响力。凝聚态物理有许多方面的研究：1．高温氧化超导材料的发现与超导机制的研究2．重费密子体系及其超导电性研究3．纳米物理学的诞生4.AB与AC 效应研究5.超微结构的量子效应研究6．纳米科学技术进展 凝聚态物理学的未来：当今凝聚态物理学已成为物理学最活跃的前沿领域，它不仅突破了传统固体物理学，使研究对象日益多样化和复杂化，又由于许多有价值的发现出现在相互交叉的学科领域，它又对促进交叉学科的发展，显现出强大的活力。它的实验手段、理论概念与技术不断地向着化学物理、生物、地球物理、天文、地质等领域渗透，从DNA晶体结构到地球板块驱动力的研究，从量子电子器件的机理到新材料的研制，无一不与凝聚态物理学有关。凝聚态物理在物理学乃至整个自然科学中，正在显示出日益强大的影响力。凝聚态物理将会有更加大的发展的。

对凝聚态物理的认识

对凝聚态物理的认识 在物理学导论这门课上，各位老师就自己擅长的领域向我们介绍了当今物理学科众多的分支，他们各有各的侧重点，相互独立又相互交叉，共同探索着这丰富多彩的世界，也为社会的飞速发展做出了非常巨大的贡献。其中，我最感兴趣的便是凝聚态物理。为了更深入地了解了这个领域，我特地上网查找了这方面的资料： 1. 概况 凝聚态物理学是从微观角度出发，研究由大量粒子（原子、分子、离子、电子）组成的凝聚态的结构、动力学过程及其与宏观物理性质之间的联系的一门学科。凝聚态物理是以固体物理为基础的外向延拓。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，例如液氦、液晶、熔盐、液态金属、电解液、玻璃、凝胶等。经过半个世纪的发展，目前已形成了比固体物理学更广泛更深入的理论体系。特别是八十年代以来，凝聚态物理学取得了巨大进展，研究对象日益扩展，更为复杂。一方面传统的固体物理各个分支如金属物理、半导体物理、磁学、低温物理和电介质物理等的研究更深入，各分支之间的联系更趋密切；另一方面许多新的分支不断涌现，如强关联电子体系物理学、无序体系物理学、准晶物理学、介观物理与团簇物理等。从而使凝聚态物理学成为当前物理学中最重要的分支学科之一，从事凝聚态研究的人数在物理学家中首屈一指，每年发表的论文数在物理学的各个分支中居领先位置。目前凝聚态物理学正处在枝繁叶茂的兴旺时期。并且，由于凝聚态物理的基础性研究往往与实际的技术应用有着紧密的联系，凝聚态物理学的成果是一系列新技术、新材料和新器件，在当今世界的高新科技领域起着关键性的不可替代的作用。近年来凝聚态物理学的研究成果、研究方法和技术日益向相邻学科渗透、扩展，有力的促进了诸如化学、物理、生物物理和地球物理等交叉学科的发展。 2.学科研究范围 研究凝聚态物质的原子之间的结构、电子态结构以及相关的各种物理性质。研究领域包括固体物理、晶体物理、金属物理、半导体物理、电介质物理、磁学、固体光学性质、低温物理与超导电性、高压物理、稀土物理、液晶物理、非晶物理、低维物理（包括薄膜物理、表面与界面物理和高分子物理）、液体物理、微结构物理（包括介观物理:)与原子簇）、缺陷与相变物理、纳米材料和准晶等。 凝聚态物理学是当今物理学最大也是最重要的分支学科之一。据70年代中期的调查统计，凝聚态物理学年发表论文数居首位，占物理学论文总数的三分之一；从事凝聚态物理研究的人数也居首位，占总人数的四分之一；而从60年代末到80年代末，获诺贝尔物理奖的人数中，从事凝聚态研究的人数，超过了研究粒子物理的人数，接近总人数的一半，也居首位。凝聚态物理学得以迅猛发展，首先表现在其研究对象的开拓上。在由原来传统的三维周期性结构，向着低维甚至非周期结构的发展中，所涉及到的理论也逐渐地趋于深化与成熟，从30年代的晶体结构分析的唯象理论与固体的比热理论、金属自由电子论和铁磁性理论，发展到30年代后的能态理论、电子衍射和X射线衍射的动力学理论，以及点阵动力理论。60年代以后，在凝聚态物理学中，对称性破缺理论又占据了中心地位。以它为基础，建立了能态、元激发、缺陷及临界区域四个层次。与之相应，各种有序态的序参量、广义刚度、