超晶格与准晶体物理学的研究
超晶格与准晶体物理学的研究
超晶格和准晶体这两个概念在凝聚态物理学领域中备受关注。它们带来了对晶
体结构和性质的全新认识，为我们探索材料的奇异性质打开了大门。在本文中，我们将探讨超晶格所扮演的角色以及准晶体物理学的研究进展。
超晶格是一种由物质周期性排列所构成的结构。与晶体相比，超晶格通过在原
子间引入周期性势场来创造长程的周期性，这种势场会影响电子的行为，从而导致新的物理性质的出现。超晶格的研究在光子学、声子学和电子学等领域具有广泛的应用，尤其在光子晶体和超导体领域取得了重要进展。
在光子学中，超晶格提供了一种可以控制光传播的新途径。通过在光学材料中
引入周期性的折射率变化，超晶格可以使光在材料中发生衍射，从而形成光子能带结构。这种能带结构可以用来制造光学滤波器、激光器等光学器件，并且在光子集成电路和光学通信领域有着广泛的应用。
在声子学中，超晶格为制造声子光晶格（Phoxonic crystal）提供了新的途径。
声子光晶格是一种将光子和声子相互耦合的结构，可以实现光学和声学的相互转换。利用超晶格的周期性势场，声子光晶格可以用来控制声波的传播，从而具备声子晶体所没有的频率选择性、行波性等特点。声子光晶格在声子学研究、声学器件以及声波操控等领域有着重要的应用前景。
超导体领域也是超晶格的重要应用领域之一。超导体中存在着库珀对，这些库
珀对只能在电子之间形成，而正常电流则是由电子和离子共同运动所形成的。通过将正常电流限制在超晶格中，可以抑制库珀对的破坏，从而实现高温超导。超晶格在超导体的设计和制备中起到了至关重要的作用，为我们开启了探索高温超导机制的新途径。
除了超晶格，准晶体也是凝聚态物理学中的一个研究热点。准晶体是介于晶体
和非晶体之间的结构，具备部分长程有序和短程无序的特点。与传统晶体不同的是，
准晶体的单位细胞没有旋转对称性，而是拥有其他对称元素，如五重轴对称或十二重轴对称。因此，准晶体具备晶体的一些性质，如衍射性和共振性，同时又拥有非晶体的特点，如无顺序的排列和不规则的拓扑结构。
准晶体的研究对于理解晶体-非晶体相变以及新材料的设计具有重要意义。准晶体物理学的研究涉及到准晶体的形成、相变机制以及准晶体结构对材料性质的影响等方面。通过对准晶体的分析，我们可以发现其中的新奇性质，例如准晶体中存在的“禁戒区”现象，这种现象意味着准晶体具有特定的能带结构。准晶体的研究为我们揭示了新的物质状态，为新材料的开发和设计提供了重要线索。
总之，超晶格与准晶体物理学的研究为我们提供了探索材料性质的新路径。通过对超晶格和准晶体的研究，我们可以探索新材料的奇异性质，从而推动材料科学的发展。这些研究成果不仅在理论上有重要意义，而且还具备广泛的应用前景。对于凝聚态物理学研究者来说，超晶格与准晶体物理学始终是一个值得深入探索的领域。
固体物理学教材在我国的发展演变
固体物理学教材在我国的发展演变 固体物理的开端没有准确的定论，但是其早期的发展历程始终与具有规则几何形状的晶体相联系，下面是小编搜集整理的一篇研究固体物理学教材的论文范文，欢迎阅读查看。 固体物理是研究固体的结构及其组成粒子之间相互作用与运动规律以阐明其性能与用途的学科,其范式是周期结构中波的传播[2].固体物理学涉及晶体学、晶格动力学、固态电子和光电子学、磁学、自旋电子学、固体能带理论、非晶态物理、超导物理、金属物理、半导体物理、电介质物理、相变物理、表面物理、低维物理、介观物理、纳米物理、量子物理、低温物理和高压物理等众多领域[1,2],是一门综合性基础学科，并与高能物理学、天体物理学一起形成现代物理学的三大主流. 固体物理的开端没有准确的定论,但是其早期的发展历程始终与具有规则几何形状的晶体相联系。人们对晶体几何形状的认识可以追溯到石器时代，但是晶体学作为一门独立的学科出现是在17世纪中叶，其间经过了近3个世纪的发展[1,4],直到基于X射线衍射(1912-1913,劳厄和布拉格父子)的晶体结构分析及其方程的建立，才标志着现代晶体学的创立，并成为固体物理学发展的基础。20世纪初，随着量子理论的发现和统计物理的发展，固体物理学得以迅猛发展，并逐渐建立了晶格动力学(1913,波恩和冯·卡门)、固体电子论(能带论)(1928,布洛赫;1930,布里渊)以及量子力学的磁性理论(范弗莱克，朗道)等。至此，固体物理学的主干已基本成型(1940)[2],其专着《TheModern Theory of Solids》的出现标志着固体物理走向了成熟，并为随后的固体物理学教材树立了旗帜。 新中国固体物理学的发展离不开众多留学归来的专家学者，如我国固体物理学和半导体物理学的奠基人之一黄昆(多声子跃迁理论、X光漫散射理论、晶格振动长波唯象方程、半导体超晶格光学声子模型)，我国半导体物理学和表面物理学的奠基人之一谢希德(固体能谱、群论、表面和界面物理、量子器件与异质结构电子性质理论)，我国固体物理理论的开拓者之一李荫远(合金有序化的仿化学理论、合金和反铁磁体有序-无序相变统计理论、过渡族元素磁结构和超交换作用理论、超Raman散射效应)，国际一流晶体学家之一余瑞璜(X光晶体结构分析新综合法、固体与分子的经验电子论)，我国晶体学创始人和X射线晶体物理学研究队伍创建人之一陆学善(X射线粉末衍射在金属合金中的应用、X射线粉末衍射方法的发
材料制备新技术考试复习重点
⑴实现快速凝固的途径有哪些？ 答：动力学急冷法，热力学深过冷法，快速定向凝固法。 ⑵简述金属粉末的快速凝固方法及工艺特点？ 答：方法：利用雾化制粉方法实现金属粉体的快速凝固，工艺特点：①水雾化法：水雾化法粉末的形状不太规则②气雾化法：粉末细小，均匀，形状相对规整，近视球形，粉末收得率高③喷雾沉积法：除具有快速凝固的一般特征外，还具有把雾化制粉过程和金属成形结合起来，简化生产工艺，降低生产成本，解决了RS∕PM法中粉末表面氧化的问题，消除了原始颗粒界面对合金能的不利影响。 ⑶用单辊法制备金属带材的快速凝固工艺特点是什么？ 答：①单辊需要以2000~10000r∕min的高速度旋转，同时要保证单辊的转速均匀性很高，径向跳动非常小，以控制薄膜的均匀性②为了防止合金溶液的氧化，整个快速凝固过程要在真空或保护性气氛吓死进行③为了获得较宽并且均匀的非晶合金带材，液流必须在单上均匀成膜，液流出口的设计及流速的控制精度要求很高。 ⑷常用金属线材的快速凝固方法有哪些？他们的工艺特点是什么？ 答：玻璃包覆熔融纺线法：容易成型连续等径，表面质量改的线材。合金溶液注入快冷法：装置简单。旋转水纺线法：原理和装置简单，操作方便，可实现连续生产。传送带法：综合了合金注入液体冷却法和旋转液体法，可实现连续生产。 ⑸喷射成型的基本原理是什么？其基本特点是什么？ 基本原理：在高速惰性气体（氩气和氦气）的作用下，将熔融的金属盒合金液流雾化成弥散的液态颗粒，并将其喷射到水冷的金属沉积器上，迅速形成高度致密的预成形毛坯。 特点：高度致密，低含氧量，快速凝固的显微组织特征，合金性能搞，工艺流程短，高沉积效率，灵活的柔性制造系统，近终形成形，可制备高性能金属基复合材料。 ⑹气体雾化法是利用气体的冲击力作用于熔融液流，使气体的动能转化为熔体的表面，从而形成细小的液滴并凝固成粉末颗粒。 ⑻ ⑺喷射成形又称喷射雾化沉积或喷射铸造等是用快速凝固方法制备大块，致密材料的高新技术，它把液态金属的雾化（快速凝固）和雾化熔滴的沉积（熔滴动态致密化）自然结合起来。 ⑺喷射成型的四个阶段：雾化阶段，喷射阶段，沉积阶段，沉积提凝固阶段。 ⑻雾化喷射成形工艺一般采用惰性气体。 ⑼喷射成形装置的技术关键主要包括装置总体布局，雾化喷嘴，沉积器结构，和运动方式。⑽装置结构布局：倾斜布局，垂直布局，水平布局。 ⑾喷射成形关键装置时什么？雾化喷嘴系统 ⑿喷射成形装置应包括：含熔炼部分，金属导流系统，雾化喷嘴，雾化气体控制系统，沉积器及其传动系统，收粉及排气系统。 共喷射成形的技术特点和工艺？ 答：技术特点：共喷射沉积技术是在基体材料合金液喷射沉积工艺的基础上，将增强颗粒加入到雾化的合金液流中，使两者同时沉积，获得复合材料的技术。 工艺：在合金液雾化喷嘴附近将增强颗粒引入合金雾化中并沉积成锭。未被沉积的雾化合金液在飞行中凝固，并与偏离沉积方向的增强颗粒一起被循环气流带人收集室获得混合的粉末回收料。 ⒀机械合金化的定义和球磨机理是什么？ 答：①是指金属或合金粉末在高能球磨机中通过粉末颗粒与磨球之间长时间激烈冲击，碰撞，使粉末颗粒反复产生冷焊，断裂，导致粉末颗粒中原子扩散，从而获得合金粉末的一种粉末制备技术。②金属粉末在长时间的球磨过程中，颗粒的破碎和团聚贯穿于整个过程，在这一
物理学的前沿领域和应用
物理学的前沿领域和应用 物理学是探究自然规律的科学，涉及广泛，是自然科学中最基础、最纯粹的分科之一。物理学既包括经典物理学，如力学、电学、热学等，也包括现代物理学，如量子力学、相对论、宇宙学等。在现代科技高速发展的时代，物理学在各个领域的应用越来 越广泛，同时，也有着许多前沿领域值得关注。 一、前沿领域 1. 量子物理学 量子物理学是研究与物质微观结构有关的物理学分支，其研究 对象是原子、分子和粒子等微观粒子。在过去的几十年中，量子 物理学已经开创了许多新的领域，如量子计算、量子隐形传态等。量子物理学领域里，发现了量子纠缠和量子超导等现象，这些现 象都具有非常奇异和神秘的特性。 2. 宇宙物理学
宇宙学是研究整个宇宙史和过程的一门科学，涉及到天文学、物理学等多个学科。宇宙物理学主要研究宇宙的起源、演化和结构、宇宙中黑暗物质和黑暗能量、宇宙成因等。当前，宇宙物理学面临着许多重大难题，如暗能量、暗物质等。 3. 粒子物理学 粒子物理学研究微观粒子的性质、相互作用和结构，主要包括强子物理、电弱相互作用和量子色动力学等。最重要的成就之一就是发现了基本粒子，提供了揭示物质世界本质的线索。 二、物理学应用 1. 光学 光学是物理学的一个分支，主要研究光的产生、传播、现象和应用。在现代工业，光学应用极为广泛，如激光器、光存储器、人工晶体等，也是电子技术中不可或缺的部分。 2. 半导体产业
在电子技术中，半导体是一项非常重要的技术。半导体产业应 用了许多物理学原理，如量子力学理论，特别是固体物理学中的 相关理论和实验，大大推动了半导体技术的发展。 3. 磁共振成像技术 磁共振成像技术（MRI）是现代医学中使用的一种重要成像技术，应用了核磁共振现象。MRI能够在不使用X射线的情况下， 提供清晰的内部人体结构图像，有着比X射线更安全的特点。 4. 纳米技术 纳米技术是一种制造、处理和处理纳米级别物质的技术。由于 纳米级别物质的特殊性质，如高比表面积、量子效应、表面态等，纳米技术在许多领域中都有广泛的应用，如纳米电子学、生物医学、能源等。
超晶格定义
超晶格定义 引言 超晶格是指由两个或多个不同晶格构成的晶体结构，具有比单个晶格更大的周期性结构。超晶格的形成使得材料具有非常特殊的物理性质，因此引起了广泛的研究兴趣。本文将全面、详细、完整地探讨超晶格的定义、结构、制备方法以及相关应用。 定义 超晶格是由两个或多个不同的晶格周期性地排列在一起形成的结构。其中，每个晶格由原子、离子或分子构成，它们以一定的规则排列。当这些晶格互相重叠或错位时，就形成了超晶格。超晶格的周期性结构可以通过周期性的重复单元来描述，这些单元是由不同晶格的子结构堆叠而成的。 结构 超晶格的结构可以通过几何装配的方式来描述。最简单的超晶格结构是由两个相同的晶格组成的，其中每个晶格都是一个二维结构。这种结构被称为二维超晶格。另外，还有一维和三维超晶格，它们分别是由两个相同的一维晶格和三维晶格组成的。无论是几维超晶格，其结构都可以由一组重复单元来描述，这些单元通过平移或旋转操作重复排列。 在超晶格中，晶格的间距和原子的排列方式会发生改变。这种改变可以影响到材料的电子结构、力学性能和热传导等物理特性。因此，超晶格通常表现出与单个晶格不同的性质和行为。 制备方法 制备超晶格的方法有多种，下面将介绍几种常用的方法： 1.蒸发沉积法：将两种或多种不同材料的薄膜沉积在衬底上。薄膜的结构由沉 积时的温度、沉积速度和组分比例等因素决定。 2.分子束外延法：使用分子束外延装置在晶体表面逐层生长超晶格结构。该方 法可以精确控制材料的组成和厚度。
3.化学合成法：通过溶液中的化学反应合成超晶格结构。可以根据溶液中不同 物质的浓度来控制超晶格的组成和结构。 4.模板合成法：利用模板材料引导晶体的生长，从而形成超晶格结构。模板可 以是纳米颗粒、有序多孔材料或者生物组织等。 这些制备方法各有优缺点，选择适合的方法取决于材料的性质和目标应用。 应用 超晶格在多个领域都具有广泛的应用前景，下面列举了几个常见的应用领域： 1.光学：超晶格可以用于调控光的传播和散射，从而制备具有特殊光学性质的 材料。例如，利用超晶格结构可以制作透射光子晶体，用于光子学器件和光学传感器。 2.电子学：超晶格结构可以调控材料的能带结构，从而影响电子的输运性质。 这在半导体器件的制造中具有重要意义。 3.能源领域：超晶格结构可以提高材料的热导性和电导性，因此在热电材料和 能量存储材料中有广泛应用前景。 4.生物医学：超晶格可以用于制备具有特殊表面性质的生物材料，用于细胞培 养、药物传递和组织工程等领域。 总之，超晶格作为一种特殊的晶体结构，在材料科学和物理学中具有重要的研究价值和应用潜力。 结论 超晶格是一种由不同晶格构成的周期性结构，具有比单个晶格更大的周期性性质。它的结构和性质可以通过合适的制备方法和设计来调控，从而实现特定的功能和应用。超晶格在光学、电子学、能源和生物医学等领域具有广泛的应用潜力。随着制备技术的不断发展和理论研究的深入，相信超晶格将在未来取得更多突破和应用。
超晶格结构与声学带隙的研究
超晶格结构与声学带隙的研究 近年来，随着科技的快速发展和人们对新材料的不断追求，超晶格结构与其在声学领域中的应用越来越受到研究者的关注。超晶格结构是一种由多种不同材料交替排列而成的晶格结构，其具有周期性的特点，以及在一定频率范围内产生声学隔离性能的能力。本文将重点讨论超晶格结构的形成机理、声学隔离特性以及相关研究领域的最新进展。 一、超晶格结构的形成机理 超晶格结构的形成机理是由多种不同材料相互交错排列而成的。当不同材料的晶格常数差异较小时，通过合适的制备工艺可以实现超晶格的形成。一种常见的方法是利用分子束外延（MBE）技术在表面进行原子沉积，通过调控原子束的强度和沉积速度，使得不同材料原子按照一定的规律交替留在表面上，从而形成超晶格结构。 二、超晶格结构在声学领域中的应用 超晶格结构在声学领域中具有许多应用。其中最重要的一项就是声学隔离。声学隔离是指通过合适的结构设计，在特定频率范围内实现声波的隔离和阻挡。超晶格结构可以通过控制不同材料的密度、厚度和仿生结构的设计实现声音的隔离。这使得超晶格结构在建筑材料、声学设备等领域中得到广泛应用。 三、声学带隙的研究进展 声学带隙是指在特定频率范围内，声波无法传播的区域。随着对超晶格结构的研究不断深入，科学家们发现超晶格结构可以在声学带隙中产生声学波的截断和折射现象。此外，研究人员还发现通过调节超晶格结构的物理参数，可以实现声学带隙的调节。例如，改变超晶格的厚度、材料的组成和晶格常数等，可以改变声学带隙的大小和位置。
四、超晶格的潜在应用领域 超晶格结构在声学领域的应用潜力巨大。一方面，超晶格结构可以用于设计和 制备新型声学隔离材料，提高建筑材料的隔声性能，为城市环境的噪音污染问题提供解决方案。另一方面，超晶格结构还可以应用于声学设备中，例如扬声器和麦克风，提高声音的传播效率和质量。 综上所述，超晶格结构作为一种新型材料结构，在声学领域中的研究和应用正 不断取得新的突破。通过研究超晶格结构的形成机理和声学隔离特性，科学家们不断发现新的声学带隙现象，并开发出更多基于超晶格结构的应用。未来，随着技术的进一步发展和研究的深入，相信超晶格结构在声学领域中的应用前景将更加广阔。
超晶格结构材料的研究和应用
超晶格结构材料的研究和应用经过多年的研究和发展，超晶格结构材料已经成为了材料科学 领域中的一个重要分支。超晶格结构材料由多维纳米结构单元组成，具有独特的物理、化学和机械性质，因此被广泛应用于电子、能源、生物医药和环境等领域。 一、超晶格结构材料的研究 超晶格结构材料的发展始于现代纳米技术的发展。超晶格结构 材料的主要特点在于其纳米单元的密集排列。这些设计精巧的纳 米结构单元可以精准控制大小、形状和组成，从而实现多个量级 的纳米结构单元的自由组装。与普通材料相比，超晶格结构材料 具有更高的比表面积、更高的热稳定性和更强的机械强度。 在超晶格结构材料的研究中，最重要的是如何实现材料的精确 纳米组装和控制。为此，研究者们采用了各种先进的纳米技术手段，例如自组装、化学合成和电化学沉积。通过这些技术手段， 研究者们可以精确控制纳米单元的组成和形状，从而实现材料的 高度精确的纳米组装。 除了纳米技术，超晶格结构材料的研究还涉及到多个领域的交叉。其中，材料科学、物理学和化学学科都扮演了至关重要的角色。这些交叉学科的研究让我们对超晶格结构材料的组织结构、 性质和应用有了更深入的认识。
二、超晶格结构材料的应用 超晶格结构材料在电子、能源、生物医药和环境等领域都有着 广泛的应用。其中，一些典型的应用包括： 1. 电子学领域 在电子学领域，超晶格结构材料被用于制造先进的半导体器件 和电子元件。这些器件和元件通常需要精确的纳米尺寸结构和高 度精确的电子性能。通过超晶格结构材料，研究者们可以实现这 些性能要求并且具有更高的热稳定性。 2. 能源领域 超晶格结构材料也在能源领域应用广泛。例如，在太阳能电池、燃料电池和锂离子电池等领域中，超晶格结构材料被用于制造纳 米结构的电极材料，这些材料可以增加电极的表面积并且增加了 电极材料的利用效率。 3. 生物医药领域 在生物医药领域，超晶格结构材料也有许多应用。例如，超晶 格结构材料可以用于制造药物纳米载体，这些药物载体可以提高 药物的传递效率和治疗效果。此外，超晶格结构材料还可以用于 制造生物传感器和组织工程等领域。 4. 环境领域
1964年诺贝尔物理学奖——微波激射器和激光器的发明
1964年诺贝尔物理学奖——微波激射器和激光器的发明 1964年诺贝尔物理学奖一半授予美国马萨诸塞州坎布里奇的麻省理工学院的汤斯（Charles H.Townes，1915—），另一半授予苏联莫斯科苏联科学院列别捷夫物理研究所的巴索夫（Nikolay G.Basov，1922—）和普罗霍罗夫（Aleksandr M.Prokhorov，1916—），以表彰他们从事量子电子学方面的基础工作，这些工作导致了基于微波激射器和激光原理制成的振荡器和放大器。 激光器的发明是20世纪科学技术有划时代意义的一项成就。从60年代一开始，激光理论、激光器件、激光应用各方面的研究广泛开展，各种激光器如雨后春笋一般涌现。几十年来，激光科学成果累累，已成为影响人类社会文明的又一重要因素。 量子电子学是无线电电子学和光学的结合点，更与量子物理学和原子物理学的发展密切相关。普朗克的能量子假说和爱因斯坦的光量子理论为量子电子学的发展奠定了基础。特别是爱因斯坦1916年对辐射理论的分析，为激光提供了理论基础。而20世纪40年代雷达的发展促进了微波技术应用于微波与分子的相互作用的研究。汤斯正是期望从这一研究中取得分子、原子和核结构的各种信息，探索出一条通过原子和分子谐振在极短波段实现相干振荡器和放大器的途径。 汤斯1915年7月28日出生于美国南卡罗莱纳州的格林维尔（Greenville），十五岁高中毕业后进入格林维尔的佛曼（Furman）大学，他不但物理学得很好，还对语言科学有特殊的兴趣。1935年19岁就以优异的成绩获得了物理和语言学两科的学位。他在很多方面都得到了发展，曾是博物馆的讲解员和校刊记者，参加游泳队、足球队。1936年在杜克（Duke）大学获物理学硕士学位，1939年在
浅谈固体物理学的发展
浅谈固体物理学的发展 固体物理学是物理学的一个分支学科，致力于研究固体物质的结构、物理性质与力学行为，以及它们之间的互相作用。历史上，固体物理学的发展始于18世纪中叶，当时物理学家们开始研究金属固体的结构和物理性质。由于这些研究的成果的不断积累，许多有关固体的理论和实验研究相继出现，固体物理学的发展也在增速之中。 自18世纪中叶，固体物理学的发展正在蓬勃兴起。以牛顿为代表的物理学家们大量研究金属固体，由此开创了固体物理学这一学科。后来，固体物理学又渐渐得到了进一步发展，由罗素、阿米尔、瓦特、迪恩等学者出台了具有里程碑意义的理论，如量子力学、磁性原理、晶格理论等，使固体物理学许多领域得到了开拓和巩固，特别是通过物质的结构和物理性质的研究，帮助人们认识到了这些物质的本质。 20世纪以来，固体物理学有了更多的发展。物理学家们利用各种实验技术对固体进行更深入的研究，发明了微观应变计、小角X 射线衍射、超精细接触角等新技术，进行更精确地物理性质的测量与探测；物理学家们利用非线性变换算法，研究固体的非线性力学特性；物理学家们利用简单的计算机仿真模型，研究固体的复杂的力学特性，并对其力量学效应作出解释。 另外，固体物理学还有许多其它方面的发展壮大，如新型固体物质的研究，如量子点材料、聚合物材料、先进复合材料等；纳米
级结构固体物质的研究，如量子纳米结构、纳米材料等；复杂超晶格固体物质的研究，如多层堆积复合材料、石墨烯等；以及低温物理性质研究，如极低温物理实验、超流体微观特性等。 这些成果，推动了固体物理学的发展步伐，也大大拓宽了人类对物质的认识。未来，固体物理学将有更多前沿的研究，并将会实现把理论和实验结合得更加完美的发展，以更好地服务社会的发展。 综上所述，固体物理学的发展朝着前所未有的方向前进，这充分说明了固体物理学在物理学研究中所起到的重要作用。未来，固体物理学将会取得更大的发展，为科学技术的发展做出重要贡献。
固态物理学中的晶格振动研究
固态物理学中的晶格振动研究在固态物理学领域中，晶格振动研究是一项十分重要的科学研究内容。晶格振动是指晶体中原子、离子或分子由于热运动而引起的震动现象。它不仅与材料的热传导、声学性质和热力学性质有关，而且在材料设计与应用中具有重要作用。 1. 晶格振动的基本概念和特点 晶格振动是指晶体结构中原子或离子在平衡位置附近的微小偏离和迅速的相邻位置间的来回振动。晶格振动具有以下几个基本特点：（1）固定频率：晶格振动的频率由晶体的结构和原子振动模式决定，与材料的热力学性质和结构有关。 （2）产生声学和光学模式：根据振动频率的不同，晶格振动可以划分为声学模式和光学模式。声学模式主要是晶体中原子排列的相对位移导致的密度变化，而光学模式则与电磁辐射相互作用产生。 （3）与温度和材料性质有关：温度的变化会影响晶格振动的频率和振幅，从而影响材料的性质。例如，声学模式与热导率有关，光学模式与折射率和吸收能力有关。 2. 晶格振动的研究方法 （1）X射线散射：通过测量X射线在晶体中发生的散射现象，可以得到晶体中原子的位置和结构信息，从而研究晶体的振动特性。
（2）中子散射：中子散射技术可以提供更丰富的信息，例如晶格振动的能谱、动力学信息等。中子散射还可以通过改变能量和散射角度等条件，研究不同振动模式的贡献。 （3）拉曼散射：拉曼散射可以通过散射光子的能量和频率变化来研究晶格振动的性质。拉曼光谱可以提供关于晶体振动模式和晶体结构等重要信息。 （4）红外光谱：红外光谱可以对振动频率进行非常精确的测量，通过分析红外光的吸收和散射特性，可以获得晶格振动的相关信息。 3. 晶格振动在材料科学中的应用 晶格振动的研究对于材料科学和工程具有重要意义，它在以下几个方面发挥着重要作用： （1）材料设计和合成：通过研究晶格振动的频率和模式，可以预测材料的稳定性和相变行为，为材料的设计和合成提供理论依据。 （2）热力学性质：晶格振动对材料的热传导性质有着直接影响。通过研究晶格振动的热导率，可以优化材料的热导特性，提高材料的加工和应用性能。 （3）声学性质：晶格振动还与材料的声学性质密切相关。通过研究晶格振动的声学模式和频率，可以改善材料的声学特性，如声波的传播速度、声吸收等。
超晶格与光子晶体
超晶格与光子晶体 随着科学技术的不断发展，各种新材料和新现象相继被发现和研究。其中，超 晶格和光子晶体作为一种具有特殊结构和性质的材料，引起了广泛的关注和研究。本文将介绍超晶格与光子晶体的概念、制备方法和应用前景，并探讨它们在材料科学和光学领域所扮演的重要角色。 超晶格是指一种周期性的结构，由两种或更多种晶格周期性重叠而形成。与传 统的晶体相比，超晶格具有更加丰富的结构和性质。它可以通过不同材料或同一材料的不同取向来制备，通过精确调控晶格参数和晶格间距实现特定的功能。超晶格常用于纳米尺度的器件制备，如光子晶体、超材料等。 光子晶体是一种利用光子带隙效应的材料，它具有具有周期性结构的物质，可 以通过禁带效应控制光子的传播和衍射。这种特殊的光学性质使得光子晶体在光学领域得到了广泛应用。制备光子晶体的方法主要有自组装法、模板法、离子束刻蚀等。利用这些方法，可以制备出具有不同周期结构的光子晶体，从而实现光的完全反射和波导等功能。 超晶格与光子晶体的结合，能够将超晶格的结构与光子晶体的光学性质相结合，形成一种全新材料。这种结合使得材料具有了更加复杂的结构和更丰富的性质。以超晶格为模板，可以制备出具有特定结构的光子晶体，从而实现对光子传播的全面控制。这种结构的优势在于，它不仅可以实现光子的完全反射，还可以控制光的波长、频率和偏振方向等性质。 超晶格与光子晶体的研究和应用涵盖了许多学科领域。在光学领域，超晶格与 光子晶体被广泛应用于光传输、光波导、光耦合等方面。在材料科学领域，超晶格与光子晶体的结构设计和制备对于新材料的开发具有重要作用。此外，在能源、生物医学等领域，超晶格与光子晶体也有着潜在应用前景。
量子光学研究的主要内容
量子光学研究的主要内容 基于量子物理学原理，量子光学研究几十年来一直引起科学界的浓厚兴趣。量子光学是研究奥斯特里特森公式（原子与光子之间存在的相互作用）的研究，它研究了量子态的光子如何影响物质，及其如何影响自身的性质。量子光学的研究是多学科的综合研究，它涉及物理学、化学、以及技术科学等各个领域，它们共同参与到量子光学的研究中。 量子光学的研究内容，首先包括量子物理学方面的研究，它研究了光子的量子态，以及它们之间的相互作用，从而建立了一种新的量子光学理论，用来解释宇宙中物理现象的形成和发展。其次，量子光学还包括对物理学和化学中量子态物质的研究，它们之间会发生特殊的相互作用，从而影响物质本身的性质。 量子光学还涉及到电磁场、热熵和动力学等研究，并在实验研究中将量子光学理论应用到实际工程中。实验方面，量子光学研究了激光的功率分布、激光的双曲线特性、激光的相位结构以及激光的波长调制，并开发出了各种激光扫描系统，以及量子光学成像技术等应用于实际工程中的技术。 此外，量子光学还有诸多其他方面的研究，比如激光光谱、量子光学的计算机模拟研究、量子光学的光电子技术研究等。在未来，量子光学的研究还将进一步深入，它将在电子学、医学、材料学、生物学以及环境科学等方面获得更多的应用，从而为人类社会做出大量的贡献。
量子光学的研究是一项复杂的任务，它不仅要求理论研究者仔细研究和理解量子物理学原理，而且还要求实验研究者投入大量的精力和资源，以开发出先进的实验技术和设备，从而为量子光学研究带来更深入的突破。目前，量子光学已经取得了巨大的进步，它的应用领域也越来越广泛，因此量子光学的研究将继续在各个领域受到高度重视。
[晶格,经典著作,动力学]物理学经典著作《晶格动力学理论》评析
物理学经典著作《晶格动力学理论》评析 摘要：晶体原子最基本的运动方式之一就是围绕平衡位置进行微小振动，晶格动力学研究的主要内容是固体热学、电学、光学性质受晶格震动、晶格原子震动、晶体结构的影响。黄昆和马克思?玻恩合著的《晶格动力学理论》以量子力学为基础，对晶格动力学进行了全面深入的论述。本文将对《晶格动力学理论》一书的历史进行介绍，并在此基础上阐述个人对于该书的感悟。 关键词：晶格动力学理论物理 《晶格动力学理论》是20世纪物理学家黄昆和马克思?玻恩合著的权威物理学著作，该著作对于晶格动力学的发展具有重要意义，当前这本著作仍是物理学研究的主要依据和参照。该书分为两部分，这两部分分别由黄昆和玻恩主写，其中黄昆写的是第一部分基础理论，这一部分对于继续学习和阅读第二部分至关重要，也是吸引读者进行深入阅读的部分。第二部分是普遍理论，这部分的内容更加抽象，是建立在第一部分基础之上的。这部著作的形式和内容设置是由黄昆确定的，他在第一部分对该书内容进行了基础性的阐述，使得更多人开始接触这一领域并且能够更加容易地理解第二部分。在我国物理学研究中很多学者使用了这一权威著作，对我国在该领域的发展做出了重要贡献。 一、《晶格动力学理论》概述 玻恩是量子力学和晶格动力学两个领域的开创者，量子力学建立后，他便开始尝试对晶格动力学理论进行重新阐述，随后便产生了《晶格动力学理论》这一著作。第二次世界大战开始后，他又继续写了几个章节，但是之后由于各种原因写书一事就停了下来。直至1947年，黄昆将耗时一年半完成的论文在布列斯托大学发表，然后他又去拜访了玻恩，二人对晶格动力学都开展了深入的研究，玻恩让黄昆浏览晶格动力学理论一书的手稿，之后二人便开始合作写书。 该著作出版后就被用作固体物理学教学书使用，同时其他晶格动力学专著的写作也常常借鉴其中的内容。通过学习该著作，很多物理学家开始走入晶格动力学这个领域，晶格动力学权威W.Cochran在他的著作中强调了《晶格动力学理论》在该学科的地位仍是无法撼动的。20世纪80年代这本书停止印刷了三年，但有学者呼吁再次出版。就这样该著作又被再次出版，并且被收纳到“牛津经典物理著作丛书”中。出版社编辑说，这本著作在出版之初是该领域的代表作，现在很多方面仍然引领着这个领域，几十年后人们仍在购买和引用这本书。根据SCI上的统计数据，当前这本书已经被引用近万次，也就是说每年都有几百个人在引用这本著作，可见《晶格动力学理论》对于该领域的影响程度之深、时间之久。 二、个人就《晶格动力学理论》的感悟 20世纪末北京大学出版社印制了千册《晶格动力学理论》，这些书很快便售完。对于该书，笔者已经拜读多年，具体有以下几点感受： 首先，《晶格动力学理论》结合了黄昆和玻恩两种完全不同风格的研究。玻恩的研究通常遵循一般到特殊的规律，在这本著作中他打算将量子理论的最一般理论作为出发点，然后通
1973年诺贝尔物理学奖——隧道现象和约瑟夫森效应的发现
1973年诺贝尔物理学奖——隧道现象和约瑟夫森效应的发现 1973年诺贝尔物理学奖一半授予美国纽约州约克城高地（YorktownHeights）IBM瓦森研究中心的江崎玲於奈（Leo Esaki，1925—），美国纽约州斯琴奈克塔迪（Schenectady）通用电器公司的贾埃沃（IvarGiaever，1929—），以表彰他们分别在有关半导体和超导体中的隧道现象的实验发现；另一半授予英国剑桥大学的约瑟夫森（BrianJosephson，1940—），以表彰他对穿过隧道壁垒的超导电流所作的理论预言，特别是关于普遍称为约瑟夫森效应的那些现象。 江崎玲於奈1925年3月12日出生于日本大阪的一个建筑师家庭里，1938年，江崎进入同志社中学，三年后父亲去世。江崎自幼就表现出对科学的浓厚兴趣，喜欢阅读科学家传记故事，立志要作像爱迪生和马可尼那样的发明家，小时自己动手制作电动火车和汽车模型。1940年，他以优异成绩越级进入京都第三高等学校。1944年初提前毕业。同年10月，江崎进入东京帝国大学攻读实验物理。在大学期间，为维持生计勤工俭学，做晚间家庭教师。他认真学习了数学和物理课程，并自学物理学专著。 1947年，江崎获硕士学位，有机会进入神户工业股份有限公司研究真空管热电子发射现象。他由此接触到固体表面物理化学性质和真空管材料技术。由于这项研究与强外电场作用下的冷金属表面电子发射现象有关，他对固体中的隧道效应发生了兴趣。1950年，他转入对半导体材料和晶体管的研究。这时，晶体管刚刚发明。1956年江崎辞去神户公司的工作转入索尼公司。在索尼公司领导了一个小组对半导体二极管内电场发射机理进行研究。这项研究主要考查窄宽度p－n结的导电机制。p-n结中内电场分布取决于杂质的分布。当时许多研究者都把提取含杂质少的高纯半导体材料当作目标，而江崎选择了相反的路线，他尝试制备高掺杂的锗p－n结器件。 1957年初江崎首先获得了掺有高浓度杂质的锗精制单晶体做成了薄p－n结。他发现这种薄p－n结的正向电阻特性没有变化，但反向电阻却呈直线下降趋势。随后，江崎增大了掺杂浓度，使结宽进一步变窄。当浓度达到1018cm-3以上时，p－n结的施主和受主浓度都高到使结两侧呈简并态，费米能量完全占据了整个导带或价带内部。江崎发现，在这种隧穿路程极短的情况下，所有温度条件下都可以观察到负阻现象。 负阻现象所对应的电压远低于人们熟知的击穿电压。江崎用量子力学理论令人信服地证明了这正是人们长期以来所寻找的隧道效应，这项研究确立了隧道效应在半导体材料中的存在。接着，江崎利用这种半导体p－n结中的隧道效应研制出一种新型半导体器件——隧道二极管。这种二极管具有独特而优异的反向负阻特性，可在开关电路、振荡电路、微波电路以及各种高速电路中获得广泛应用，成为现代电子技术中最重要的器件之一。正是这项贡献使江崎于1973年获得诺贝尔物理学奖。 1958年，江崎进一步研究了硅、锑化铟、砷化镓、砷化铟、碲化铅、碳化硅等金属氧化物半导体材料的p－n结，证实它们也有类似的负阻特性。用这些材料制成了多种隧道二极管。70年代，江崎在研究砷化镓等材料的周期性超晶格结构时，指出这些材料的负阻效应的工作频率上限远高于当时已知的任何半导体器件，为后来微波、毫米波、亚毫米波电子学发展提供了制作器件的切实依据。 江崎研究硅隧道二极管时，精确分析了隧穿电流，揭示了材料的电子状态，说明了隧穿电子与势垒中的声子、光子、等离子体量子甚至分子类振动模式之间的相互作用。这些对隧穿物理机制的研究，开创了一门新兴学科——隧穿波谱学。 1959年，日本东京大学授予江崎理学博士学位。1960年，江崎迁居美国，任国际商用机器公司（IBM）中央研究所研究员。
超晶格材料的制造和应用
超晶格材料的制造和应用 超晶格材料是一种由多种不同材料制成的复合材料，它具有与单一材料不同的物理性质和化学性质。超晶格材料制造技术在目前已经得到了突破和发展，对现代科技领域的应用带来了很多看好的前景。 超晶格材料的制造技术 超晶格材料的制造技术是相对复杂和困难的。首先，需要选取多种不同的材料，并将它们按照一定比例混合在一起。然后，通过各种技术手段，将这些材料复合成一种结构相互连接的体系。这个过程需要考虑多种因素，比如材料的特性、混合比例、复合方式等。 其中，选择合适的复合方式和技术手段是非常关键的。常用的复合方式有机械混合、溶胶凝胶法、涂覆法等。这些复合方式的选择通常需要根据材料本身的特性和具体应用情况作出决策。 超晶格材料的应用领域
超晶格材料是具有很强的应用前景的新型材料。目前，在很多领域中，已经可以看到超晶格材料的应用。下面，我们对一些典型的应用领域进行简单的介绍。 1、能源领域 超晶格材料在太阳能电池、锂离子电池等领域中有着重要的应用。比如，在太阳能电池方面，超晶格材料可以增强太阳电池的光电转换效率，提高利用率。而在锂离子电池方面，超晶格材料可以用作正极或负极材料，提高电池性能。 2、生物医药领域 超晶格材料在生物医药领域中也有重要的应用。比如，超晶格材料可以用作传感器，检测生物体内的物质变化。而且，超晶格材料还可以用于药物传输和靶向治疗等领域。 3、环保领域
超晶格材料在环保领域中也有很重要的应用。比如，超晶格材 料可以用作吸附剂和催化剂，净化废水和废气等。在建筑领域中，超晶格材料还可以用作防水材料、隔热材料等。 超晶格材料的未来前景 总的来看，超晶格材料的制造技术和应用前景正在快速发展中。在未来的几年里，它将会更加广泛地应用于各个领域中。同时， 随着科学技术的不断进步和创新，超晶格材料有可能会显示出更 多的新特性和新应用，为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
晶体结构的二维图示法 物理学毕业论文
本科毕业论文 题目：晶体结构的二维图示法 学院：物理与电子科学学院 班级：08级物理1班 姓名： 指导教师：职称： 完成日期：2012 年 05 月 04 日
晶体结构的二维图示法 摘要：在固体物理学中，我们常常需要绘制许多晶格结构图像。与绘制三维图像相比，通过绘制晶体晶格结构的二维图像的方法，可以迅速、简单地做出晶格结构图像，直观、易理解。本文首先介绍了晶体结构类型，并且一一做出其二维图示，突出展现了二维图示法在日常固体物理作图中的优势，最后利用二维图示法分析了铜的对称操作、金刚石结构的螺旋轴对称操作，进行了总结。 关键字:固体物理；晶格结构；二维；图示法；金刚石结构
目录 引言 (1) 1 晶格结构的主要类型 (1) 1.1 晶格结构的定义 (1) 1.2 晶格结构的主要类型及其三维图示 (2) 1.3 晶格结构三维图示法的利弊 (4) 2 晶格结构的二维图示法 (4) 2.1 晶格结构的二维图示法的描述 (4) 2.2 常见晶格结构的二维图示法 (5) 2.3晶格结构的二维图示法的优势 (7) 3 二维图示的应用 (7) 3.1 分析的单价金属铜的对称操作 (8) 3.2 解释金刚石晶格结构的螺旋轴 (9) 4综述 (10) 参考文献 (11)
引言 固体物理学涉及的内容在现代科学技术中有着巨大的作用，可以说近七十多年类社会的空前重大的科技进步离不开固体物理学科领域的发展。比如固体物理学使人们对固体的认识由表及里，由宏观到微观，由定性到定量，由现象到本质有了质的飞跃。例如：固体电子态理论（能带论）中对导体、半导体、绝缘体、半金属等的解释，以锗、硅等半导体材料制成半导体器件带动了集成电路、无线电子技术、计算机技术、自动控制技术空前的革新；研究出适应特殊环境特殊合金、人造金刚石，以及新的存储技术，光线通信技术等等。因此固体物理学不仅是物理类专业, 而且电子学、材料科学类等许多专业都开设了这门课程]1[。 固体物理学中常常需要绘制许多晶格结构图像，通常的画法是三维的，这样的图像直观、大方、生动、但是手绘出一个晶格结构的三维图像需要较长的时间，比较繁琐，很难做到美观的效果，并且对于晶格的对称操作、晶格点阵参数的判断比较困难，尤其是金刚石结构。通过绘制晶体晶格结构的二维图像的方法，可以迅速、简单的做出晶格结构图像，并且有利于对称操作分析、晶格点阵分析。本文首先介绍了晶体结构类型，并且一一做出其二维图示，突出了二维图示法在日常固体物理作图中的优势，最后利用二维图示法分析了金刚石结构的螺旋轴对产操作，以及体心立方、面心立方、金刚石结构晶格点阵参数。 1 晶格结构的主要类型 1.1 晶格结构的定义 固体分为晶体、非晶体、准晶体。晶体的原子（分子）是按一定的规则排列，具有长程有序性。最显著的特点是晶面有规则，对称的配置。一个理想完整的晶面，相应的晶面的面积相等。 组成晶体的原子（也包括原子实或离子）在空间中作周期性排列形成的一种格子，这种由具体原子而非抽象格点排成的格子就称作晶体格子，简称晶格。晶格结构，又称晶体结构，是原子晶体中原子排列的具体形式。原子的大小、间距可以不同，可以具有相同的晶体结构，如Cu和Ag，Ge和Si。 晶格分为简单晶格与复试晶格两类。]2[在简单晶格中，每个原胞中仅含有一个原子，此时晶格就是布拉菲格子；在复试晶格中，每个原胞含有一个以上的原子，此时晶格与布拉菲格子是不相同的。
物理学史上的著名理想实验
物理学史上的著名理想实验 在物理学发展的历史中，理想实验以其独特方式在物理学发展的许多关键时刻发挥了重要作用，直接或间接地导致了许多物理规律的发现和物理理论的建立。下面我们一起欣赏物理学史上的著名理想实验，感怀物理学家的睿智。 1伽利略的“理想斜面”实验 力与物体的运动的关系是力学的一个最基本的问题。亚里士多德认为：物体的运动是由于外力的作用，当外力的作用停止时，运动的物体就会静止，所以力是维持物体运动的原因。亚里士多德这一观点与人们的一些生活经验相一致，正是由于这样的原因，亚里士多德的观点易于被人们接受，以至于长期以来被人们奉为真理。 彻底推翻亚里士多德错误观点的是伽利略。伽利略凭借的有力武器不是数学推导，不是真实的实验，而是理想实验。伽利略设想：如图1在A点悬一单摆，拉至AB时放开，在忽略空气阻力的情况下，摆球会沿着弧线升至对面的C处。如果在摆线经过的E或F处钉上小钉子，可以使摆球沿不同的弧线上升至同一水平高度G、H，由此得到单摆的等高性结论。 以单摆的等高性为基础，伽利略进一步设想，如图2中从A点释放一个光滑坚硬的小球，让它沿坚硬光滑的斜面AB下落。到达B点后，小球将以获得的速度沿对面的BC、BD或BE中的某一斜面上升至通过A点的水平面，比较斜面BC、BD和BE，倾角越来越小，斜面越来越长，即小球在斜面上走过的距离越来越远，运动的时间越来越长。当斜面的倾角为零而成为水平面BF时，物体由于不可能达到A点的高度而永远地运动下去。至此，伽利略得出结论：“任何速度一旦施加给一个运动着的物体，只要除去加速或减速的外因，此速度就可以保持不变……”伽利略的结论从根本上否定了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的错误论断，指出力与运动的正确关系是：力是改变物体运动状态的原因。 伽利略从单摆等高性的理想实验到理想斜面实验，忽略了空气阻力和摩擦力，而这些忽略在现实中都是无法真正实现的。在真实的实验中，人们可以用各种方法减小空气阻力和摩擦力，但永远也无法彻底消除它们，因而人们无法用真实的实验去验证这些理想化的设想，但是，伽利略的理想实验，不仅让人们觉得合情合理，而且使人们透过了事物的表面现象，看到了事物的本质。
凝聚态物理学发展状况
§1凝集态物理学发展状况 凝集态物理学研究物质的宏观物理性质的学 科。所谓“凝集态”，指的是由大批粒子构成，并且粒子间有很强互相作用的系统。自然界中存在着各种各种的凝集态物质。固态和液态是 最常有的凝集态。低温下的超流态，超导态，玻色-爱因斯坦凝集态，磁介质中的铁磁 态， 反铁磁态等，也都是凝集态。 研究凝集态物质的宏观性质及其微观实质的物理学 分支。凝集态物质的共同特色是原子 （或分子）的间距和原子（或分子）自己的线度有大概相同的数目级，因此原子（或分子） 间有较强的互相作用，这使凝集态物质表现出拥有必定的体积和压缩率很小这些共同的宏观 特色；在微观构造上则拥有长程有序（晶体）或短程有序（液体）的特色（见非晶态）。和 气体对比，凝集态物质拥有截然不一样且更加多样化的 属性。凝集态物理学波及范围极广的研 究领域。自成立了量子理论后，晶态固体的一系列基本宏观性质获取了较好的理论 解说，逐 渐形成了较完好的晶态物理学基础。此后，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，从完好的和纯净的晶体转移到对杂质和缺点的研 究，从体内性 质扩展到表面和界面性质的研 究，由均衡态转向瞬态、亚稳态和相变的研究，从常温常压条 件转向极低平和超高压条件下的研究，以及从一般晶格扩展到超晶 格 （一种由不一样单晶薄 膜 周期性地交替叠合而成的人工晶格）的研究，等等。全部这些构成了固体物理学这个弘大 学科，按所研究的问题的不一样，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平分支学科。凝集态物理学除上述内 容 外还包含对液态氦和液晶的研究内 容。凝集态物理学因为其适用性强，和其余自然科学领域联系密切，已成为物理学发展的要点之一。 目前凝集态物理学面对的主要问题是铁磁态和高温超导体的理论模型。
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）的间距与原子（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）。与气体相比，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，与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、