南大凝聚態物理簡介

簡介南京大學物理學科是我國高等院校中建立最早的物理學科之一，經歷了九十多個春秋的持續發展和不斷壯大，現已發展成為國內著名，國際上有一定影響的物理院系之一。南京大學物理學科名家輩出，培養了許多傑出人物，為我國的教育、科研和國家建設以及物理學發展做出了卓越的貢獻。

2023年，南京大學物理學科為謀求自身進一步的發展，調整了院系設定。在原物理學系的優勢學科，凝聚態物理和理論物理的基礎上成立了新的物理學系。物理學系依託南京大學固體微結構國家實驗室，具有一流的基礎研究實力和水平，與國際上二十多個國家和地區保持著較為密切的科研合作、學術交流和聯絡。

其主要研究內容是在電子層次上研究凝聚態物質中不同型別微結構組態、分布、相互作用及形成和轉變規律, 揭示它們與巨集觀物理性質間的內在聯絡，並將理論研究，計算機模擬與當代先進實驗手段相結合，探索、設計和製備各種型別的微結構材料，研究其物理機制和新效應，為發展新型微結構材料奠定基礎。

具體的研究方向包括：

1. 超導物理學和強關聯電子系統：研究摻雜莫特絕緣體的物性，包括高溫超導體在內的各種非常規超導體的超導機理與物性，鈣鈦礦氧化物物理學，鐵電體介電體物理學，多鐵性系統相變，磁電耦合物理與材料製備，功能陶瓷薄膜和異質結材料及應用等

2. 介觀物理學和電子輸運：研究自旋電子學，介觀體系中的量子輸運過程和新奇量子效應，如摻雜錳氧化物中的巨磁電阻效應、奈米異質結構中的隧道磁電阻效應、鐵磁/超導隧道結等。

研究的基本問題包括如何預計奈米結構中的電流性質、電子電子互作用對電流性質的影響、電子的自旋自由度對輸運特性的影響，以及奈米結構中熱輸運的性質等。這些問題的回答將有助於未來新一代微納電子器件的設計。

3. 計算凝聚態物理和材料設計：通過計算模擬的辦法研究碳奈米管、鈣鈦礦氧化物、

稀磁半導體等物理體系的電子輸運特性、光學性質、力學性質和磁學性質等多種物性。為設計新一代奈米器件提供材料和物理基礎。

例如：磁性奈米顆粒的小尺寸效應，表面效應; 奈米線陣列的磁性; 磁電阻效應, 磁光效應, 磁熱效應，薄膜與顆粒膜的反常霍爾效應; 奈米微晶軟磁與永磁材料; 半金屬與贗金屬材料；稀磁半導體材料的研究等。這一方向的研究內容還包括利用自旋極化的掃瞄隧道顯微鏡研究磁性奈米結構的物性。

5. 團簇物理學：研究多種團簇結構的各種物性，例如金屬和半導體團簇的結構和性質，團簇組裝奈米結構的量子性質，金屬和氧化物奈米線的結構和性質，包裹團簇的熱力學性質——奈米噴，以及雷射調控磁性半導體奈米結構等。

實驗觀測到約瑟夫森節中的量子相干振盪，不僅證實了量子力學可以應用於巨集觀變數，而且開創了運用超導器件實現量子計算機的廣闊前景。