科学研究
ke xue yan jiu
凝聚态物理

凝聚态物理是一个高度多元化的研究领域,不仅涵盖了超导体、磁性材料和半导体等相对传统的研究方向,也包含一些新兴的前沿研究方向,如拓扑物理、界面超导、量子反常霍尔效应,还包含了各种复杂凝聚体系的研究,如新型生物与能源材料。

近年来,凝聚态学科在低维量子物质的制备、表征和新奇量子现象研究方面,形成了整体学科优势,取得了一系列国际领先的原创性研究成果。

计算和理论凝聚态物理从微观原子尺度出发,根据材料的元素构成和原子结构预测其性质、解释内在的物理机制。具体研究内容包括:新型拓扑材料和新奇拓扑量子物态的探索;低维结构中的量子效应;电子关联效应和超导机理;低维材料生长动力学;量子材料的理论设计、模拟及器件原理的研究;半导体材料中的电子态和自旋态;结构和功能材料的电子结构和性能预测;多层次-跨尺度物性关联的物理机制及算法与材料设计;基于大数据方法的材料基因工程研究。

实验凝聚态物理的研究组主要关注材料中电子的集体激发行为与新奇演生物理效应(比如量子霍尔效应、量子反常霍尔效应、超导性和低温物理),原子和分子层次的精确测量和可控生长,以及新奇量子材料的物理性质和应用等,高质量材料制备和高分辨物性表征,超导、铁磁、铁电、拓扑等新奇量子效应探测。主要的研究方向包括:低维材料与结构的可控制备方法、生长机理和新奇量子现象研究,拓扑量子物态与拓扑材料,强关联体系与新型超导体研究,高温超导材料及其应用,碳基纳米材料的物理和应用,纳米电子学和光电子学原理和器件探索;分子束外延生长,极低温强磁场扫描隧道显微学,角分辨光电子能谱,功能氧化物磁性薄膜、薄膜复合结构及纳米磁性材料的制备、物性及器件应用;二维范德瓦尔斯材料与异质结构,超导电子学和能源材料研究等。