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高Tc氧化物超导体
半导体低维结构
巨磁电阻与磁电子学
介观和纳米固体
绪论
绪论
有机半导体光电池
凝聚态
凝聚态物理
凝聚态物理
凝聚态物理的发展
凝聚态物理的发展史
凝聚态物理专题
当代凝聚态物理的发展趋势
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一、凝聚态物理
(CondensedMatterState)
凝聚态亦称凝聚体,是处于凝聚状态的物体。
在目前已知的七种物质状态——气态、液态、固态、等离态、超密态、反物质态和真空状态中,液态和固态合称凝聚态。
随着凝聚态物理的发展,目前将介于固、液两态之间的居间态(例如液晶、玻璃、凝胶),稠密气体如等离子体,以及只在低温下存在的特殊量子态(超流体)等,也称为凝聚态物质。
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(CondensedMatterPhysics)
凝聚态物理学是研究各种凝聚态物质的结构、物性、相变、构成凝聚体的各种粒子的运动和波,以及它们之间的相互关系的一门学科。
凝聚态物理学的核心内容是研究凝聚态物质的微观结构、各种相互作用、电子组态以及力学、电学、磁学、热学、光学、输运等宏观性质。
核子物理学、天体物理学和凝聚态物理学是现代物理学研究的三大前沿,它们的研究对象分别对应着最小、最大和最复杂的物质体系。
其中,以研究复杂多体系统为主的凝聚态物理学,是内容最丰富、应用最广泛、涉及的研究人员最多,且最能激发人们创造能力的物理学分支学科。
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凝聚态物理源于晶态固体的研究。在二十世纪二十年代,随着量子理论的发展,使固体晶态的一系列基本性质得到较好的解释,形成了固体物理学的基础。
经过半个世纪的发展,晶态物理所研究的内容有了极大的扩展,从而衍生出凝聚态物理。
目前,除晶态物理外,凝聚态物理还包括:表面物理、非晶态物理、高分子物理、凝聚态共性体系、界面物理、低维物理、半导体物理、介质晶体物理、超导和低温物理等重要分支。
凝聚态物理是一门具有广泛交叉性和极强应用性的学科,它所取得的成果对化学、材料科学、信息科学等相关学科产生了深远的影响。
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二、凝聚态物理的发展
下面,以编年史的形式,介绍在凝聚态物理学发展中的一些大事件,从而跟踪凝聚态物理的发展进程。
1900年,特鲁特发表金属电子论。
1905年,郎之万发表顺磁性的经典理论。
1906年,爱因斯坦发表固体比热的量子理论。
1907年,外斯发表铁磁性的分子场理论,提出磁畴假设。1919年,巴克豪森发现了磁畴。
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1912年,劳厄提出晶体X射线衍射方案,第一次对晶体的空间点阵假说作出了实验验证,从而使晶体物理学发生了质的飞跃。
1911年,昂内斯发现超导电性。
1913年,诺贝尔物理学奖授予昂内斯,以表彰他对低温物质特性的研究。
1914年,诺贝尔物理学奖授予劳厄,以表彰他发现了晶体的X射线衍射。
从此以后,X射线学在理论和实验方法上飞速发展,形成了一门内容极其丰富、应用极其广泛的综合学科。
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1928—1930年,布洛赫、佩尔斯、威尔逊、布里源等人为固体的能带理论奠定了基础。
其中,固体的能带理论导致了半导体物理的诞生,并进而推动了现代信息科学与技术的产生和发展。
固体能带理论和对称破缺的相变理论是凝聚态物理学的两个基本理论。
目前,利用能带理论已经可以对晶体特性参量根据第一性原理进行从头计算,计算结果的准确性非常令人满意。而这样的理论计算,又可以作为进一步发展材料的依据。
1952年,布洛赫因在核磁共振方面的贡献而获得诺贝尔物理学奖。
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1935年,——伦敦方程。
1938年,卡皮查实验证实氦的超流动性。
1938年,。
1940年,朗道提出氦II超流性的量子理论。
1962年诺贝尔物理学奖授予朗道,以表彰他作出了凝聚态、特别是液氦的先驱性理论。
1948年,奈耳建立和发展了亚铁磁性的分子场理论。
1970年,奈耳与磁流体动力学的创始人阿尔文分享诺贝尔物理学奖。
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1957年,巴丁、施里弗和库珀发表了超导微观理论。
1972年,巴丁、库珀和施里弗因BCS理论获得诺贝尔物理学奖。
1960年,贾埃沃在实验中发现了电子隧道效应。
1973年物理学奖的一半授予江崎玲於奈和贾埃沃,另一半授予约瑟夫森,以表彰他们在半导体和超导体中有关电子隧道现象的研究。
1962年,约瑟夫森预言了约瑟夫森效应。1963年,安德森和罗维尔在实验中验证了约瑟夫森效应的存在。
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