凝聚態物理研究的趨勢是什麼

Ⅰ 什麼是凝聚態物質凝聚態物理研究方向

凝聚態指的就是大量的粒子組合在一起，而粒子相互之間也有很強的聯系，最終構成了一個完整的系統，最早是由雅科夫·弗倫克爾在1947年提出，凝聚態物理學就是專門研究這個方面的，這個領域的研究人員想用物理的定律來更好解釋凝聚態物質的很多特點和聯系，下面就和本站一起看看吧。

什麼是凝聚態物質?

所謂的凝聚態指的就是大量的粒子組合在一起，而粒子相互之間也有很強的聯系，最終構成了一個完整的系統。在自然界中凝聚態物質是比較常見的，而固態和液態都算是凝聚態，甚至於在低溫條件下的超流態、超導態等也都是凝聚態。

凝聚態物理研究方向

凝聚態物理學就是專門研究這個方面的，這個領域的研究人員想用物理的定律來更好解釋凝聚態物質的很多特點和聯系。而量子力學、電磁學以及統計力學的一些定律都算是比較重要的。

不管是固態還是液態都是大家比較常見的凝聚態，在前文也提到過低溫下的超導相、晶體等等也算是凝聚態的一種。

凝聚態物質算是比較常見的，所以這方面的研究也是相當活躍的。在美國就有很多該領域的研究者，他們占據了物理學中的很大一部分。而這個領域和化學、材料科學等等很多領域都有一定的交叉，和原子物理學等等聯系也比較大。其中很多研究在粒子物理學中也是可以用到的。

凝聚態這個術語實際上在很早就出現了，當時在1947年雅科夫·弗倫克爾寫的專業的書籍中就講到了這個領域，所以這並不是什麼新興領域。

晶體學、冶金學等等最開始都是由於比較獨立的學科中興起的，後來在二十世紀四十年代被物理學家統一稱之為固體物理學。後來在二十世紀六十年代後，人們開始研究起液體物理學，凝聚態物理學也開始被提出。

凝聚態在物理中並不是多麼新鮮的詞彙，實際上早在很早前就有研究，當然研究並不是十全十美的，還有很多知識等待發現。

Ⅱ 凝聚態物理發展前景

目前凝聚態物理學正處在強勁發展時期。同時，凝聚態物理的基礎性研究與實際的技術應用有著緊密的聯系，凝聚態物理學的成果，應用於一系列新技術、新材料和新器件方面，在當今世界高新科技領域起著關鍵性的不可替代的作用。近年來凝聚態物理學的研究成果、研究方法和技術日益向相鄰學科滲透和擴展，這也有力地促進了諸如化學、物理、生物物理和地球物理等交叉學科的發展，學習這個專業的相關人才應用范圍很廣，前景還是很樂觀的。

Ⅲ 當前凝聚態物理（理論以及實驗）有哪些研究熱點和難題

從事凝聚態實驗方面的研究，主要是鐵電和多鐵材料方面的研究，但是這已經不是熱點了，我來簡單列下我認為實驗方面現在的研究熱點吧。1. 最近及其火熱的trihalide perovskite. 不管是理論方面還是實驗方面研究的論文發表數目都是指數級別的增長。最新一期的science上面，居然有兩篇是實驗方面的Halide perovskite, 即將發表的一期science上面也有一篇（從science express可以看到）。Perovsikite來源於最原始的氧化物 ABO3 結構，而在新的trihalide perovskite中，人們用Cl, I, F, 代替了氧位。A位和B位也可以做很多替換，甚至A位可以加入具有極化性質的化學分子. 這一系列的材料最新的特徵是可以作為solar cell的新體系的材料，很多科研都是著重於他們的光伏性質。但是他也是perovskite的一種，所以很多perovskite具有的性質都還沒有研究清楚（相信很快會有成果出來）。2. Graphene 就不用多說了吧超級大熱點基本每一個有凝聚態實驗的物理系都會有專門的組在做這個。當然具體的問題是什麼我也不是很了解啦，可以參考Graphene3. Topological insulator （拓撲絕緣體），這也是超級大熱點，由這個引出的各種新現象比如說上了新聞聯播的量子反常霍爾效應，由清華大學薛其坤教授領導的小組做出來的science級別的文章。當然這個拓撲絕緣體養活的不光是拓撲絕緣體本身，還有很多基於拓撲絕緣體的heterostructure，比如說Bi2Se3/NbSe2，以及各種interface的新現象。同樣，有凝聚態實驗的物理系，都會有專門負責用MBE生長topological insulator的組。可以看到2014年這個熱點有多熱，屬於瞬間爆發的類型，而且2015年這才剛開始，就已經快趕上2014年之前任意一年最高的發表或者引用數量了。這個是我博士期間研究的課題，比較了解，可以多寫一點東西，我自己感覺還是比較熱門的，但是可能只是因為我研究它所以覺得他熱門。關於拓撲缺陷，最近非常熱的就是Skyrmion, 尤其是Takura組同個Lorentz TEM 成功image skyrmion lattice之後，這方面理論和實驗方面的研究就開始鋪天蓋地了。關於skyrmion，理論方面有很多嘗試去manipulate 這種topological defects的建議，比如說thermal gradient 引起的dynamic（ Phys. Rev. Lett. 111, 067203 (2013) ），還有其creation 和annilation的整個過程，據我了解暫時還沒有任何的實驗證據，但是我知道很多組在嘗試用不同的手段去manipulate skyrmion了。（貌似有一篇Nature 子刊系列，說創造了磁單極子，也與skyrmion有關，具體細節不太清楚了，貌似知乎上之前有人詳細分析過的，有機會可以來貼個鏈接）另外一種不是很火的拓撲缺陷，就是我研究的六角錳氧化物中的ferroelectric vortex，這個體系裡面，已經實驗證實了電場不能移動vortex，但是strain和strain gradient可以，而且已經有很成熟的理論支持。很有意思的connection是在skyrmion（magnetic）里需要thermal gradient，在ferroelectric vortex（electric）里需要strain gradient，這裡面是不是有很深的物理在裡面還不清楚，我也很想知道裡面的答案。

Ⅳ 凝聚態物理研究生就業前景

就業去向：高等院校、科研院所和高科技公司，做研究員、工程師、技術骨乾等等。
就業職位：基礎軟體工程師，工程技術員，審稿編輯（物理學科），產品經理，物理學科教輔圖書編輯、編輯助理，工藝工程師。

Ⅳ 凝聚態物理研究方向的詳細介紹

凝聚態物理是物理學之下的一個二級學科。研究領域包括固體物理、晶體物理、金屬物理、半導體物理、電介質物理、磁學、固體光學性質、低溫物理與超導電性、高壓物理、稀土物理、液晶物理、非晶物理、低維物理（包括薄膜物理、表面與界面物理和高分子物理）、液體物理、微結構物理（包括介觀物理與原子簇）、缺陷與相變物理、納米材料和准晶等。漢語中「凝聚」一詞是由「凝」字雙音演化而來的。「凝」在東漢許慎的「說文解字」一書中同「冰」，指的是水結成冰的過程。可見我們的祖先最初對凝聚現象的注意可能始於對水的觀察，特別是水從液態到固態的現象。英語的condense來源於法語，後者又來源於拉丁文，指的是密度變大，從氣或蒸汽變液體。看來西方人對凝聚現象的注意可能始於對氣體的觀察，特別是水汽從氣態到液態的現象。這是很有意思的差別，大概與各自的古代自然生活環境和生活習慣有關。不過東西方二者原始意義的結合，恰恰就是今天凝聚態物理主要研究的對象—液態和固態。當然從科學的含義上來說，二者不是截然分開的。所以凝聚態物理還研究介於這二者之間的態。例如液晶等。液態和固態物質一般都是由量級為1023的極大數量微觀粒子組成的非常復雜的系統。凝聚態物理正是從微觀角度出發，研究這些相互作用多粒子系統組成的物質的結構、動力學過程及其與宏觀物理性質之間關系的一門學科。
眾所周知，復雜多樣的物質形態基本上分成三類：氣態、液態和固態，在這三種物態中，凝聚態物理研究的對象就佔了二個，這就決定了這門學科的每一步進展都與我們人類的生活休戚相關。從傳統的各種金屬、合金到新型的各種半導體、超導材料，從玻璃、陶瓷到各種聚合物和復合材料，從各種光學晶體到各種液晶材料等等；所有這些材料所涉及到的聲、光、電、磁、熱等特性都是建立在凝聚態物理研究的基礎上的。凝聚態物理研究還直接為許多高科學技術本身提供了基礎。當今正蓬勃發展著的微電子技術、激光技術、光電子技術和光纖通訊技術等等都密切聯系著凝聚態物理的研究和發展。
凝聚態物理以萬物皆成於原子為宗旨，以量子力學為基礎研究各種凝聚態，這是一個非常雄心勃勃的舉措。凝聚態物理這個學科名稱的誕生僅僅是最近幾十年的事。如果追尋一下它的淵源。應該說出自於對固態中晶態固體的研究和對液態中量子液體的研究。在對這二種特殊態的長期研究中，人們積累了一些經驗，也建立起了一些信心，並逐步把一些已有的方法推廣用於非晶態和液晶乃至液態的研究，從而大大拓寬了視野，逐步形成了凝聚態物理。
今天，凝聚態物理的視野還在繼續開拓。然而作為淵源的二種凝聚態即晶態固體和量子液體，時至今日仍然是它主要的研究對象，內容當然越來越豐富了，考慮的問題也越來越深入了。畢竟我們面臨的是同一個自然界，許多現象和規律是普適的。人們正是通過對一系列特殊態的深入研究來逐步認識和掌握那些普適的規律。

Ⅵ 凝聚態物理就業前景

畢業生既可以繼續攻讀博士學位或赴海外深造，也可以在科研機構、高等院校、國家政府部門和相關領域從事物理方面的教學、服務和管理工作，或在信息、材料、能源等相關高技術的企事業單位從事技術性工作。凝聚態物理是近年來物理學中不斷發現新現象、新成果的重要分支。該專業以凝聚態物質的物理現象和物理規律為研究對象，主要研究內容包括：高溫超導物理、巨磁阻材料物理、磁性物理與材料、新型超導材料的探索、低維強關聯體系物理、自旋電子學、納米團簇及介觀物理，人工微結構及表面物理等。

總之，凝聚態物理就業前景還是非常好的。

Ⅶ 什麼是凝聚態物理

凝聚態物理學是研究凝聚態物質的物理性質與微觀結構以及它們之間的關系，即通過研究構成凝聚態物質的電子、離子、原子及分子的運動形態和規律，從而認識其物理性質的學科。

一方面，它是固體物理學的向外延拓，使研究對象除固體物質以外，還包括許多液態物質，諸如液氦、熔鹽、液態金屬，以及液晶、乳膠與聚合物等，甚至某些特殊的氣態物質，如經玻色-愛因斯坦凝聚的玻色氣體和量子簡並的費米氣體。

另一方面，它也引入了新的概念體系，既有利於處理傳統固體物理遺留的許多疑難問題，也便於推廣應用到一些比常規固體更加復雜的物質。

起源發展：

凝聚態物理學起源於19世紀固體物理學和低溫物理學的發展。19世紀，人們對晶體的認識逐漸深入。1840年法國物理學家A·布拉維導出了三維晶體的所有14種排列方式，即布拉維點陣。

1912年，德國物理學家馮·勞厄發現了X射線在晶體上的衍射，開創了固體物理學的新時代，從此，人們可以通過X射線的衍射條紋研究晶體的微觀結構。

19世紀，英國著名物理學家法拉第在低溫下液化了大部分當時已知的氣體。1908年，荷蘭物理學家H·昂內斯將最後一種難以液化的氣體氦氣液化，創造了人造低溫的新紀錄－269 °C（4K），並且發現了金屬在低溫下的超導現象。

超導具有廣闊的應用前景，超導的理論和實驗研究在20世紀獲得了長足進展，臨界轉變溫度最高紀錄不斷刷新，超導研究已經成為凝聚態物理學中最熱門的領域之一。

Ⅷ 關於凝聚態物理簡介_如何提高物理成績

凝聚態物理一般指凝聚態物理學，凝聚態物理學是研究凝聚態物質的物理性質與微觀結構以及它們之間的關系。這次我給大家整理了凝聚態物理簡介，供大家閱讀參考。

目錄

凝聚態物理資料

快速提高物理成績的5個方法

如何提高物理成績

凝聚態物理資料

一方面，凝聚態物學是固體物理學的向外延拓，使研究對象除固體物質以外，還包括許多液態物質，諸如液氦、熔鹽、液態金屬，以及液晶、乳膠與聚合物等，甚至某些特殊的氣態物質，如經玻色-愛因斯坦凝聚的玻色氣體和量子簡並的費米氣體。另一方面，它也引入了新的概念體系，既有利於處理傳統固體物理遺留的許多疑難問題，也便於推廣應用到一些比常規固體更加復雜的物質。從歷史來看，固體物理學創建於20世紀的30—40年代，而凝聚態物理學這一名稱最早出現於70年代，到了80—90年代，它逐漸取代了固體物理學作為學科名稱，或者將固體物理學理解為凝聚態物理學的 同義詞 。

凝聚態物理學是當今物理學最大也是最重要的分支學科之一。其研究層次，從宏觀、介觀到微觀，進一步從微觀層次統一認識各種凝聚態物理現象；物質維數從三維到低維和分數維；結構從周期到非周期和准周期，完整到不完整和近完整；外界環境從常規條件到極端條件和多種極端條件交叉作用，等等，形成了比固體物理學更深刻更普遍的理論體系。經過半個世紀多的發展，凝聚態物理學已成為物理學中最重要、最豐富和最活躍的學科，在諸如半導體、磁學、超導體等許多學科領域中的重大成就已在當代高新科學技術領域中起關鍵性作用，為發展新材料、新器件和新工藝提供了科學基礎。前沿研究 熱點 層出不窮，新興交叉分支學科不斷出現是凝聚態物理學的一個重要特點；與生產實踐密切聯系是它的另一重要特點，許多研究課題經常同時兼有基礎研究和開發應用研究的性質，研究成果可望迅速轉化為生產力。

凝聚態物理學的基本任務在於闡明微觀結構與物性的關系，因而判斷構成凝聚態物質的某些類型微觀粒子的集體是否呈現量子特徵（波粒二象性）是至關緊要的。電子質量小，常溫下明顯地呈現量子特徵；離子或原子則由於質量較重，只有低溫下（約4K）的液氦或極低溫下（μK至nK）的鹼金屬稀薄氣體，原子的量子特徵才突出地表現出來。這也說明為何低溫條件對凝聚態物理學的研究十分重要。微觀粒子分為兩類：一類是費米子，具有半整數的自旋，服從泡利不相容原理；另一類是玻色子，具有整數的自旋，同一能態容許任意數的粒子占據。這兩類粒子的物理行為判然有別。

固體電子論

對固體中電子行為的研究一直是固體物理學的核心問題。凝聚態物理學中情況依然如此。固體中電子的行為可按電子間相互作用的大小，分為三個區域。

①弱關聯區。基於電子受晶格上離子散射的能帶理論，為固體中電子行為提供了合適的理論框架，應用於半導體和簡單金屬已取得非凡的成功，也構成半導體物理學的理論基礎。

②中等關聯區。包括一般金屬和強磁性物質。朗道的費米液體理論成功地描述了一般金屬以及低溫下3He液體中的元激發及物理行為。W.科恩等發展的密度泛函理論則提供了高效計算復雜結構材料中電子結構的理論框架。電子之間的交換相互作用（包括直接、間接、超交換、雙交換及巡遊交換）導致了磁有序相（鐵磁體、反鐵磁體及更鐵磁體）的形成。有關磁有序相的激發態（磁振子與磁疇）又提供了理解其物理參數和磁化曲線的契機，構成了鐵磁學的物理基礎。

③強關聯區。涉及電子濃度甚低的不良金屬。能帶理論建立不久，E.維格納就設想庫侖斥力使電子定域於維格納晶格上，接著N.莫脫認為NiO這類氧化物是因關聯導致的絕緣體，即莫脫絕緣體。20世紀60年代近藤對於稀磁合金中電阻極小現象作了理論解釋，稱為近藤效應。80—90年代在一系列摻雜莫脫絕緣體中發現了奇異的物性，如銅氧化物中發現高溫超導體、錳氧化物中發現巨磁電阻效應等。另外，還在與近藤效應有關的鑭系和錒系重電子合金中發現了多種有序相和反常的物性。對上述各類的強關聯物質中的物性問題研究，尚未得到圓滿解決。

宏觀量子態

低溫物理學研究的重大成果在於發現了金屬與合金中的超導現象（電阻在Tc以下突降為零，磁通全部被斥，成為完全抗磁體）和液氦中的超流現象（黏滯系數在Tc以下突降為零）。這些宏觀量子態現象的出現是規范對稱性（波函數相位可為任意值）破缺的後果。早在1924年愛因斯坦就根據玻色-愛因斯坦統計提出了玻色-愛因斯坦凝聚的設想，即理想的玻色氣體在低溫下會出現基態為宏觀的粒子數所佔。4He原子是玻色子，因而在4He超流發現之後，F.倫敦就提出超流態是玻色–愛因斯坦凝聚的結果。而倫敦所提出的描述超導電動力學的倫敦方程實際上就蘊含了宏觀量子態的概念。1952年V.京茨堡與L.朗道提出的唯象超導理論就明確地引入了類似於宏觀波函數的復序參量來描述超導態。1957年J.巴丁等提出了正確的超導微觀理論，即BCS理論，其關鍵在於一對電子在動量空間由於電子–聲子相互作用而形成庫珀對，從而使電子系統也具有某些類似於玻色子系統的特徵。1972年在2.7mK以下發現了3He超流態，3He原子也是費米子，所以這也是費米子 配對 的結果。從序參量的對稱性可以判斷配對態的特性：常規超導體是s波配對的自旋單態，高溫超導體是d波配對的自旋單態，3He超流體是p波配對的自旋三態，具有磁性。還有一些疑似p波配對的非常規超導體，正在研究之中。非常規超導體的機制也尚待澄清。1995年E.科納爾等在將稀薄87Rb氣體冷卻到極低溫（<μK）實現了玻色–愛因斯坦凝聚，這就將凝聚態物理學的研究領域擴充到極低溫下的稀薄氣體。

納米結構與介觀物理

由於對於一些簡單材料的物性已經比較清楚，從20世紀中葉開始就致力於將不同的材料按特定的結構尺度（關聯於物性的某一特徵長度）來組織成材料與器件的復合體，從而獲得優異的物理性能。如果所選的結構尺度在納米范圍（1—100納米）之內，即為納米結構。20世紀末這一領域引起學術界和社會上的廣泛重視。

量子力學認為粒子可穿過納米尺度的勢壘而呈現隧道效應。利用這一效應可制備隧道結這類夾層結構，諸如半導體隧道二極體、單電子超導隧道結、庫珀對超導隧道結。後者體現了約瑟夫森效應已成為超導電子學的核心器件。利用與自旋相關的隧道效應，則已制出具有隧道磁電阻的磁存儲器。

復合結構若進入電子費米波長的范圍，就呈現量子限制效應，導致了量子阱、量子線與量子點。半導體量子阱已用來制備快速晶體管和高效激光器。量子線的研究也卓有成效，納米碳管所揭示的豐富多彩的物性就是明證。量子點則可用以制備微腔激光器和單電子晶體管。利用鐵磁金屬與非磁金屬可製成磁量子阱，呈現巨磁電阻效應，可用作存儲器的讀出磁頭。這些事例說明了納米電子學（包括自旋電子學）將成為固體電子學和光子學的發展主流。

納米結構在基礎研究中也發揮了十分重要的作用：在兩維電子氣中發現了整數和分數量子霍耳效應以及維格納晶格，在一維導體中驗證了盧廷格液體的理論，在一些人工納米結構中發現了介觀量子輸運現象。

軟物質物理學

軟物質又稱為復雜液體，是介於固體與液體之間的物相，液晶、乳膠、聚合物等均屬此類。軟物質大都是有機物質，雖然在原子尺度上是無序的，但在介觀尺度上則可能出現某種規則而有序的結構。如液晶分子是桿狀的，盡管其質心不具有位置序，但桿的取向卻可能是有序的。又如聚合物是由柔軟的長鏈分子所構成，由於長程無序的關聯性，因而遵循了類似於臨界現象的標度律。20世紀70—80年代液晶物理學和聚合物物理學的建立，使凝聚態物理學從傳統的硬物質成功地延拓到軟物質。軟物質在微小的外界刺激（溫度、外場或外力）下有顯著的響應是其物性的特徵，從而產生明顯的實用效果。一顆紐扣電池可驅動液晶手錶數年之久，就是證明。軟物質變化過程中內能變化甚微，熵的變化十分顯著，因而其組織結構的變化主要由熵來驅動，和內能驅動的硬物質迥然有別。熵致有序和熵致形變乃是軟物質自組裝的物理基礎。

有機物質（小分子和聚合物）的電子結構與電子性質也受到廣泛的重視。有機發光器件和電子器件正在研製開發之中。

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快速提高物理成績的5個 方法

1、想學好物理一定要養成提前預習的習慣，每次在上課之前一定要認認真真的預習，這樣才可以知道哪裡是自己不懂的知識點，等到課堂中老師上課的時候重點聽這一部分。

2、課堂中一定要聚精會神的聽課，可能你的稍微不留神就會錯過一個重要的知識點，物理知識點是一個套著一個的，所以每個知識點都要認真聽講。

3、課後的復習是很重要的，在課堂上聽懂是一回事，如果不及時復習會很快遺忘，最好把老師上課教的例題自己給做一遍，這樣才是掌握了上課老師所教的知識點。

4、大量的習題是快速提高物理的一個必要的途徑，可以買一兩本有用的習題講解，平時多做這些題，如果有不懂的可以參考講解，然後自己再做一便。大量的做題會使我們碰到各種各樣的知識點，認真掌握他們吧。

5、要養成記錄錯題的習慣，這是學好每門課都必須要做的，物理也不例外。錯題肯定是我們沒有學好的地方，常把錯題拿出來看看，在錯題中多 總結 思考，這有助於我們快速提高物理成績。

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如何提高物理成績

物理想要學好，首先是把教材上的知識仔細的看一下，一定要掌握公式是怎麼推導出來的，能夠學會自己推導物理公式，主公式就是你所學的內容的本質，一定要抓住，進而將公式變形，或者與其他公式聯立得到別的公式或者推論，將他們了解步驟即可，關鍵是知道怎麼推導，有什麼用處。

在這之後就是做例題，例題都是最簡單易懂的題目，通過例題初步掌握公式的使用方法，然後就開始刷題，多做題可以提高對公式的理解程度，也能提高自己對公式使用的熟練度。然後就是處理錯題，把自己做錯的題多看幾遍，加深印象。最後就是總結做題思路，解題思想，也就是一類題目的套路。物理的學習比較有靈活性，但是都離不開對公式的推導和大量的做題。

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Ⅸ 凝聚態物理主要研究什麼

凝聚態物理研究方向，研究凝聚態物質的原子之間的結構、電子態結構以及相關的各種物理性質。

1、凝聚態物理研究方向：研究凝聚態物質的原子之間的結構、電子態結構以及相關的各種物理性質。

2、就業方向：高等院校、科研院所和高科技公司，做研究員、工程師、技術骨乾等等。

3、相關職位：基礎軟體工程師，工程技術員，審稿編輯（物理學科），產品經理，物理學科教輔圖書編輯、編輯助理，工藝工程師等。

4、培養目標：培養適應我國社會主義建設需要的，德、智、體全面發展的，能勝任高等院校、科研機構教學和科研工作的，或進一步攻讀博士從事凝聚態物理方向研究的專門人才。