凝聚態物理學

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更新時間: 2013-09-01

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聚態物理學是一門以物質的宏觀物理性質作為主要研究對象的學科。所謂「凝聚態」指的是由大量粒子組成,並且粒子間有很強的相互作用的系統。自然界中存在著各種各樣的凝聚態物質,它們深刻地影響著人們日常生活的方方面面。在最常見的三種物質形態——氣態、固態和液態中,后兩者就屬於凝聚態。低溫下的超流態、超導態、超固態、玻色-愛因斯坦凝聚態、磁介質中的鐵磁性、反鐵磁性等,也都是凝聚態。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年法國物理學家奧古斯特·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。

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1學科介紹

聚態物理學是一門以物質的宏觀物理性質作為主要研究對象的學科。所謂「凝聚態」指的是由大量粒子組成,並且粒子間有很強的相互作用的系統。自然界中存在著各種各樣的凝聚態物質,它們深刻地影響著人們日常生活的方方面面。在最常見的三種物質形態——氣態、固態和液態中,后兩者就屬於凝聚態。低溫下的超流態、超導態、超固態、玻色-愛因斯坦凝聚態、磁介質中的鐵磁性、反鐵磁性等,也都是凝聚態。
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。研究由大量微觀粒子(原子、分子、離子、電子)組成的凝聚態物質的微觀結構、粒子間的相互作用、運動規律及其物質性質與應用的科學。它是以固體物理學為主幹,進一步拓寬研究對象,深化研究層次形成的學科。其研究對象除了晶體、非晶體與准晶體等固體物質外,還包括稠密氣體、液體以及介於液體與固體之間的各種凝聚態物質,內容十分廣泛。
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、最豐富和最活躍的分支學科,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,是凝聚態物理學科的一個重要特點;與生產實踐密切聯繫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。

2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年法國物理學家奧古斯特·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,荷蘭物理學家海克·卡末林·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。
現凝聚態物理學面臨的主要問題高溫超導體的理論模型。

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3研究熱點

近20年來凝聚態物理的研究熱點:
1.准晶態的發現(1984年)
2.高溫超導體的發現YBaCuO2(釔鋇銅氧化物)(1986年)
3.納米科學(1984年)
4.材料的巨磁阻效應LaSrMnO3(1992年)
5.新的高溫超導材料MgB2(2001年)

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4研究領域

凝聚態物理學研究

  凝聚態物理學研究

· 凝聚態物理學
· 凝聚態理論
· 金屬物理學
· 半導體物理學
· 電介質物理學
· 晶體學
· 非晶態物理學
· 軟物質物理學
· 薄膜物理學
· 低維物理
· 表面與界面物理學
· 固體發光
· 磁學
· 超導物理學
· 低溫物理學
· 高壓物理學
· 介觀物理學
· 量子調控
· 凝聚態物理學其他學科

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5相關研究

凝聚態物理學研究 Advances in Condensed Matter Physics 是一本關注凝聚態物理學領域最新進展的國際中文期刊,由漢斯出版社發行。本刊支持思想創新、學術創新,倡導科學,繁榮學術,集學術性、思想性為一體,旨在為了給世界範圍內的科學家、學者、科研人員提供一個傳播、分享和討論凝聚態物理學領域內不同方向問題與發展的交流平台。

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