凝聚态物理

凝聚态物理

2020-08-26    点击:

凝聚态物理作为物质科学的核心领域,以高度多元化的研究体系推动着科技进步。该领域研究不仅涵盖了超导、磁性和半导体等经典方向的深化研究,也包含拓扑物理、界面超导、量子反常霍尔效应等的前沿探索,以及面向能源和信息功能需求的应用开拓。近年来,清华大学凝聚态物理学科以多元化的研究方向和国际领先的创新能力为核心,构建了理论与实验深度结合的优质研究环境,在低维量子物质创制、新奇量子现象探索以及功能应用开发等领域展现出显著优势。

计算和理论凝聚态物理从量子力学基本原理出发,从微观原子-电子层次预测物理性质以及理解底层物理规律。具体研究内容包括:新奇量子物态的理论探索;低维体系中的量子效应;电子关联效应和超导机理;量子材料的理论设计、模拟及器件原理的研究;结构和功能材料的电子结构和性能预测;人工智能驱动的科学计算以及新物理与新材料发现等。

实验凝聚态物理的研究组主要关注材料中电子/自旋的集体激发行为与新奇量子效应(如量子反常霍尔效应、超导性和关联物理等)。在研究手段上紧密结合分子束外延生长、微纳器件加工、极低温强磁场扫描隧道显微学、角分辨光电子能谱、强场低温输运、超快光场操控-探测等先进实验技术;通过原子和分子层次的可控生长和精确测量,对超导、铁磁、拓扑等新奇量子效应开展实验探测和物态操控研究。主要研究方向包括:低维材料与结构的可控制备、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;非平衡电子态的操控和探测;纳米电子学和器件探索;氧化物薄膜、磁性薄膜、纳米复合结构等功能材料的制备、调控以及应用探索等领域。