物理学院 School of Physics, Nanjing University

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物理学系

  南京大学物理学科是我国高等院校中建立最早的物理学科之一,经历了九十多个春秋的持续发展和不断壮大,现已发展成为国内著名,国际上有一定影响的物理院系之一。南京大学物理学科名家辈出,培养了许多杰出人物,为我国的教育、科研和国家建设以及物理学发展做出了卓越的贡献。

    2009年,南京大学物理学科为谋求自身进一步的发展,调整了院系设置。在原物理学系的优势学科,凝聚态物理和理论物理的基础上成立了新的物理学系。物理学系依托南京大学固体微结构国家实验室,具有一流的基础研究实力和水平,与国际上二十多个国家和地区保持着较为密切的科研合作、学术交流和联系。其主要研究内容是在电子层次上研究凝聚态物质中不同类型微结构组态、分布、相互作用及形成和转变规律, 揭示它们与宏观物理性质间的内在联系,并将理论研究,计算机模拟与当代先进实验手段相结合,探索、设计和制备各种类型的微结构材料,研究其物理机制和新效应,为发展新型微结构材料奠定基础。

具体的研究方向包括:

    1. 超导物理学和强关联电子系统:研究掺杂莫特绝缘体的物性,包括高温超导体在内的各种非常规超导体的超导机理与物性,钙钛矿氧化物物理学,铁电体介电体物理学,多铁性系统相变,磁电耦合物理与材料制备,功能陶瓷薄膜和异质结材料及应用等

    2. 介观物理学和电子输运:研究自旋电子学,介观体系中的量子输运过程和新奇量子效应,如掺杂锰氧化物中的巨磁电阻效应、纳米异质结构中的隧道磁电阻效应、铁磁/超导隧道结等。研究的基本问题包括如何预计纳米结构中的电流性质、电子电子互作用对电流性质的影响、电子的自旋自由度对输运特性的影响,以及纳米结构中热输运的性质等。这些问题的回答将有助于未来新一代微纳电子器件的设计。

    3. 计算凝聚态物理和材料设计:通过计算模拟的办法研究碳纳米管、钙钛矿氧化物、稀磁半导体等物理体系的电子输运特性、光学性质、力学性质和磁学性质等多种物性。为设计新一代纳米器件提供材料和物理基础。

    4. 磁性物理学:研究纳米材料的磁性与自旋相关的输运性质及其与微结构的关联。例如: 磁性纳米颗粒的小尺寸效应,表面效应; 纳米线阵列的磁性; 磁电阻效应, 磁光效应, 磁热效应,薄膜与颗粒膜的反常霍尔效应; 纳米微晶软磁与永磁材料; 半金属与赝金属材料; 稀磁半导体材料的研究等。这一方向的研究内容还包括利用自旋极化的扫描隧道显微镜研究磁性纳米结构的物性。

    5. 团簇物理学:研究多种团簇结构的各种物性,例如金属和半导体团簇的结构和性质,团簇组装纳米结构的量子性质,金属和氧化物纳米线的结构和性质,包裹团簇的热力学性质——纳米喷,以及激光调控磁性半导体纳米结构等。

    6. 固态量子信息和量子计算:主要研究领域是超导量子计算和超导器件,以及宏观量子相关现象。实验观测到约瑟夫森节中的量子相干振荡,不仅证实了量子力学可以应用于宏观变量,而且开创了运用超导器件实现量子计算机的广阔前景。

 

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