凝聚态物理专业硕士研究生专业必修课程 《凝聚态物理导论》教学大纲
凝聚态物理研究生课程
凝聚态物理研究生课程【原创实用版】目录1.凝聚态物理研究生课程概述2.课程的主要内容3.课程的学习方法和技巧4.课程的实践与应用5.凝聚态物理研究生课程的未来发展正文【凝聚态物理研究生课程概述】凝聚态物理研究生课程是一门以凝聚态物理学为基础，以现代物理技术为手段，深入研究物质在固态中的性质和行为的学科。
该课程旨在培养具有坚实的物理理论基础、系统的专业知识和较强的科学研究能力的高级专门人才，以满足国家科技发展和国民经济建设的需要。
【课程的主要内容】凝聚态物理研究生课程主要包括以下内容：1.固体物理学：包括晶体学、电子学、磁学、光学等方面的内容。
2.量子力学：包括量子力学的基本原理、数学方法和应用。
3.统计物理学：包括统计物理学的基本概念、理论和方法，以及在凝聚态物理中的应用。
4.凝聚态物理实验技术：包括各种实验技术和方法，以及实验数据的处理和分析。
5.凝聚态物理的现代理论和实验研究：包括超导、半导体、量子霍尔效应、拓扑绝缘体等领域的研究。
【课程的学习方法和技巧】学习凝聚态物理研究生课程需要掌握一定的方法和技巧：1.扎实的数学基础：要学好凝聚态物理，需要具备扎实的数学基础，包括高等数学、线性代数、微分方程等。
2.理论联系实际：要注重理论知识与实际应用的结合，通过实验和研究加深对理论知识的理解。
3.学会查阅文献：学会查阅相关的学术论文和专业书籍，了解学术前沿和研究动态。
4.团队合作与交流：加强与同学和导师的交流与合作，分享学术思想和研究成果。
【课程的实践与应用】凝聚态物理研究生课程的实践与应用主要包括：1.实验研究：进行实验研究，验证理论知识的正确性和可行性。
2.学术论文撰写：撰写学术论文，发表研究成果，提升学术影响力。
3.科研项目参与：参与科研项目，锻炼科研能力和团队协作精神。
4.产业实践：到相关企业进行产业实践，了解产业现状和发展趋势。
凝聚态物理专业硕士研究生专业必修课程 《凝聚态物理导论》教学大纲
适用于何方向、是否学位课程： 必修课程。
考核方式： 考试
参考书目： 非线性光学，费浩生编 非线性光学，过已吉编 非线性光学，沈元壤著
SB1307020504
凝聚态物理专业硕士研究生专业必修课程
《高等量子力学》教学大纲
教学目标： 本课程是理论物理的基础理论课，学生在本科学习理论物理的基础上，将量子
与迭代方法思想，会画简单费曼图和做微扰计算。
预修课程： 量子力学
适用于何方向、是否学位课程： 选修课程。
考核方式： 考查
参考书目： 韩其智、孙洪洲编著（群论） 陈金全著（群表示论的新途径） 马中骐戴安英编著（群论及其在物理中的应用） B. G. Wybourne, Classical Grcups for Physicists. 中译本(典型群及其在物 理学上的应用)冯承天等译 R. Gilmore: Lie groups Lie algebras and Some of their Applications 刘辽:李群和李代数简介
教学要求： 1、晶体结构的类型及其对称性的分析，倒格子的概念及态的描述；2、掌握晶格振动理论，
并用之解释晶格的声学波和光学波及热传导等；3、能带论是本课程的核心，对不同的晶体结构 或材料，建立不同的电子结构模型，计算出本征值和本征态；4、利用电导理论解释材料电阻的 温度特性、杂质散射等；5、简单地了解超导电性和半导体电子论的基本性质。 预修课程：
SB1307020501
凝聚态物理专业硕士研究生专业必修课程 《凝聚态物理导论》教学大纲
教学目标： 凝聚态物理学已成为当代物理学中最重要和最丰富的分支学科。该课程主要使学生了
解凝聚态物理的研究内容和研究方法。
凝聚态物理研究生课程
凝聚态物理研究生课程【原创实用版3篇】目录（篇1）I.凝聚态物理研究生课程介绍A.课程目标B.课程内容C.课程要求II.课程内容详细介绍A.课程结构B.课程模块C.课程重点III.课程要求及考核方式A.学习要求B.考核方式C.成绩评定正文（篇1）一、凝聚态物理研究生课程介绍1.课程目标：通过本课程的学习，学生将全面了解凝聚态物理的基本概念、理论和实验方法，掌握凝聚态物质的基本性质和物理现象，为进一步深入研究和应用打下坚实的基础。
2.课程内容：本课程包括以下内容：固体物理、凝聚态物质性质、电子结构、材料科学、磁学、光学和热力学等。
具体包括：固体能带理论、超导电性、铁磁性和反铁磁性、自旋电子学、超流体等。
3.课程要求：学生需要掌握一定的数学和物理基础知识，能够熟练使用现代实验设备和计算机模拟方法。
同时，需要具备一定的材料科学和材料制备方面的知识。
二、课程内容详细介绍1.课程结构：本课程分为三个模块：基础理论、应用研究和实验技术。
基础理论包括固体物理、凝聚态物质性质、电子结构等；应用研究包括材料科学、磁学、光学和热力学等；实验技术包括现代实验设备和计算机模拟方法。
2.课程重点：本课程的重点是掌握固体能带理论、超导电性、铁磁性和反铁磁性、自旋电子学、超流体等基本概念和理论，掌握现代实验设备和计算机模拟方法的应用，了解凝聚态物质的基本性质和物理现象。
三、课程要求及考核方式1.学习要求：学生需要掌握一定的数学和物理基础知识，能够熟练使用现代实验设备和计算机模拟方法，同时需要具备一定的材料科学和材料制备方面的知识。
2.考核方式：本课程的考核方式包括平时作业、实验报告和期末考试。
平时作业包括课堂讨论和答疑，实验报告包括实验设计和实验结果分析。
期末考试采用闭卷考试形式，考试内容涵盖本课程的全部内容。
目录（篇2）I.凝聚态物理研究生课程介绍A.课程目标B.课程内容C.课程要求II.课程内容详细介绍A.固体物理学基础B.凝聚态物质结构与性质C.电子结构与性质D.磁学性质E.光学性质F.热学性质G.特殊材料及其应用III.课程要求与评估A.学习要求B.评估方式正文（篇2）一、凝聚态物理研究生课程介绍凝聚态物理是一门研究物质在液态或固态下表现出的物理性质和化学性质的学科。
凝聚态物理专业(070205)培养方案.docx
凝聚态物理专业（０７0２０5）培养方案（学术型硕士研究生)Ｃｏnｄｅnｓeｄ Mａttｅr Physｉｃs一、培养目标和要求１。
努力学习马列主义、毛泽东思想和邓小平理论，坚持党的基本路线,热爱祖国,遵纪守法，品德良好,学风严谨,具有较强的事业心和献身精神，积极为社会主义现代化建设服务。
２. 培养掌握坚实宽广的理论基础和系统深入的专门知识,能将物理理论与实际问题关联起来的、具有理论与实践相结合能力的研究与应用性专业人才。
3. 积极参加体育锻炼,身体健康。
4。
硕士研究生应达到的要求：（1)掌握本学科的基础理论和相关学科的基础知识,有较强的自学能力,及时跟踪学科动态；能广泛获取各类相关知识，对科技具有敏感性。
（２）具有项目组织综合能力和团队工作精神，具有强烈的责任心和敬业精神.（３）有扎实的英语基础知识,能流利阅读专业文献,有较好的听说写译综合技能.(4）获得具有创新价值的研究结果．5。
本专业的主要学习内容有：高等量子力学，群论,计算物理，高等固体物理,半导体物理与器件，低维物理与薄膜技术，专业英语等课程，另外还要参加教学实习,全国性学术交流会议，撰写毕业论文等实践环节．硕士生毕业可以继续深造攻读博士学位，或在相关企事业任职.二、学习年限１。
培养方式采用课堂教授、讨论、专题发言与课后自学、写读书笔记；社会调研与教学实习;参与科研与学术活动相结合的培养模式.在学习年限内，要求学生保证规定的在校学习时间。
2．学习年限硕士研究生：学制3年，培养年限总长不超过5年。
在完成培养要求的前提下,对少数学业优秀的研究生，可申请提前毕业。
三、研究方向与导师(一）研究方向1.光电子物理。
导师主要有石旺舟教授、赵祥永研究员、刘锋教授、林方婷副教授、唐艳学副教授、王飞飞副教授等。
2.材料物理．导师主要有潘裕柏研究员、陈之战研究员、胡古今研究员，王涛副教授、秦晓梅副教授、刘爱云副教授等.３．信息光学.导师主要有冯勋立研究员、闫爱民副研究员、胡志娟副教授、赵振宇副研究员、何晓勇副研究员等。
硕士研究生硕士生理学院凝聚态物理(硕)专业培养方案(2018) - 天津大学
2
√√
S131GA06 17 应用统计学
2
√√
S131GA07 18 最优化方法
2
√√
S2105018
19 物理学知识与高新 技术
2
√√
S2165005
20 数据分析与数据挖 掘
2
√√
S221G019 21 中国哲学原著选读 2
√√
S3085020 22 中国传统文化
2
选 修 S4025002
23 专利实务与专利情 报分析
1
节 S1318005 39 学科前沿讲座
1
√√ √√ √√ √√
学分小计
550
全程总计
28 14 14 7 4 0 0 0 0
备注
否
外国语言与文学学 院
否
外国语言与文学学 院
否
理学院
否
理学院
三选二
否
理学院
是
马克思主义学院
否
数学学院
否
数学学院
否
数学学院
否
数学学院
否
数学学院
否
数学学院
否
理学院
选4学分
否
二.培养目标
培养具有扎实的凝聚态物理理论基础和系统深入的专业知识，能够从事科学研究工作，在凝聚态物理领域能够 做出高水平的成果，具有一定的国际视野和持续自我知识更新能力的德智体全面发展的人才。成为具有家国情怀 、全球视野、创新精神和实践能力的卓越人才和社会主义事业合格接班人。
三.培养方式及学习年限
培养方式：学术学位研究生的培养主要采取课程学习、科研训练、学术交流相结合的方式，实行导师个别指导 或导师团队指导。
硕士研究生 硕士生 理学院 凝聚态物理(硕)专业 培养方案 (2018)
《凝聚态物理前沿》课程教学大纲
《凝聚态物理前沿》课程教学大纲一、中文课程简介（含课程名、课程编号、学分、总学时、课程内容概要等内容）课程名：凝聚态物理前沿课程编号：学分：3总学时：48课程内容概要：结合理论物理专业特色与博士生培养要求，本课程主要围绕冷原子物理、拓扑物理与原子光学等凝聚态物理前沿领域介绍相关的基础理论知识和进展，包括光与原子相互作用、散射理论、相互作用玻色气体和费米气体以及拓扑能带论等，为进入相关领域的前沿研究提供基本的理论工具和知识储备。
二、英文课程简介（含课程名、课程编号、学分、总学时、课程内容概要等内容）Course：Frontier of Condensed Matter PhysicsCourse Number：Credit：3Hours：48Course content summary: This course mainly introduces the basic theoretical knowledge and progress in the frontier of condensed matter physics, such as ultracold atoms, topological physics and atomic optics, including the interaction between atom and light, scattering theory, interacting Bose and Fermi gas, topological band theory, etc.It provides basic theoretical tools and knowledge for doctoral students to begin the research in related fields.三、教学目标1.掌握光与物质相互作用、冷原子物理、拓扑能带理论等凝聚态物理相关领域的基础理论和研究方法，了解并跟进这些领域的前沿发展，为进一步深入学习和研究打下基础。
凝聚态物理导论-讲稿-朱俊
凝聚态物理导论-讲稿-朱俊《凝聚态物理导论》讲稿授课学时：56授课班级：2007级本科任课教师：朱俊教师职称：教授教师所在学院：微固学院电⼦科技⼤学2010年3⽉第⼀章前⾔⼀、什么是凝聚态物理？1、凝聚态及凝聚态物理（了解的内容）（1）、凝聚态：是固态和液态的通称；凝聚态物理学是研究固体和液体的基础科学。
此外，凝聚态物理学还研究介于固、液两态之间的物态（例如液晶、玻璃、凝胶等）、稠密⽓体和等离⼦体，以及只在低温下存在的特殊量⼦态（超流体、BEC即波⾊—爱因斯坦凝聚体等）。
所有这些状态构成了所谓的物质的凝聚态。
凝聚态物理学：是从微观⾓度出发，研究由⼤量粒⼦（原⼦、分⼦、离⼦、电⼦）组成的凝聚态的结构、动⼒学过程及其与宏观物理性质之间的联系的⼀门学科，是以固体物理为基础的开拓、延伸和深化。
要点：区分固体物理和凝聚态物理的学科内涵。
（2）、凝聚态物理的⾥程碑——历史的回顾：从凝聚态物理发展的轨迹，看到⼀个学科成长、成熟的过程，是和物理、材料的发展及器件的需求紧密相联的。
诺贝尔物理奖的情况：1948－1967年的20次奖中，凝聚态物理得奖2次1968－1987年的20次奖中，凝聚态物理得奖8.5次，占三分之⼀多。
2、凝聚态物理研究范畴（1）、研究对象：除晶体、⾮晶体与准晶体等固相物质外还包括从稠密⽓体、液体以及介于液态和固态之间的各类居间凝聚相，例如液氦、液晶、熔盐、液态⾦属、电解液、玻璃、凝胶等。
（2）、特点：⼀⽅⾯传统的固体物理各个分⽀如⾦属物理、半导体物理、磁学、低温物理和电介质物理等的研究更深⼊，各分⽀之间的联系更趋密切；另⼀⽅⾯许多新的分⽀不断涌现，如强关联电⼦体系物理学、⽆序体系物理学、准晶物理学、介观物理与团簇物理等。
要点：凝聚态物理关注基础性和前沿性；涉及新技术、新材料、新器件。
（3）、研究范围：研究凝聚态物质的原⼦之间的结构、电⼦态结构以及相关的各种物理性质。
长度：⼏⽶到零点⼏纳⽶；时间：⼏年到⼏飞秒；能量：从⼏千开到纳开（以绝对温度标志）；粒⼦数：通常在1027～1021（接近热⼒学极限）；范围⼴，感官可直接觉察或⽤各种显微术表征。
物理系凝聚态物理研究生课程简介o….doc
1，方俊鑫陆栋《固体物理学》（下册）上海科学技术出版社
2，黄昆《固体物理学》高等教育出版社
3，泽仑著、黄译《非晶态固体物理学》北京大学出版社
4，Kittel ,Introduction to solid state physics ,John Wiley &Sons Inc.)
5，Richard Turton, the physics of solids ,Oxforduniversity press 2000
物理
课程名称：凝聚态物理
英文名称：condensed matter physics
课程类型：√讲授课程□实践（实验、实习）课程□研讨课程□专题讲座□其它
考核方式：考查
教学方式：讲授
适用专业：凝聚态物理，光学
适用层次：硕士√博士□
开课学期：秋
总学时/讲授学时：48/48
学分：3
先修课程要求：1.量子力学2.热力学与统计物理3．固体物理
§2.7铁磁性的唯象理论
§2.8交换作用
§2.9巡游电子模型
§2.10自旋波
§2.11反铁磁性和亚铁磁性
第三章超导
§ 3.3两类超导体
§ 3.4金斯堡-朗道理论
§ 3.5同位素效应和电子-声子相互作用
§ 3.6库柏对
§ 3.7超导态的微观图像和特性
课程组教师姓名
职称
专业
年龄
学术专长
魏合林
副教授
凝聚态
42
纳米材料
教学大纲（章节目录）：
本课程着重介绍固体物理学专门知识，包括半导体、磁性、超导体、有机固体及非晶态固体物理。强调理论与实践相结合，并吸收固体物理中某些最新研究成果，使学生既能掌握基本理论，又提高分析问题的能力。
凝聚态物理教学教案
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定义：量子霍尔效应是凝聚态物理中的一种重 要现象，指在特定条件下，电子在二维材料中 按照量子力学规律运动，产生霍尔电压的现象。
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实验条件：需要在极低的温度和强磁场环境下 进行实验。
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发现者：该效应由德国物理学家冯·克利青于 1980年发现。
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应用：量子霍尔效应在半导体技术、电子学等 领域有广泛的应用前景，对于未来的信息技术 发展具有重要的意义。
目前，凝聚态物理学已经成为物 理学的一个重要分支，对材料科 学、能源科学、信息科学等领域 的发展产生了深远的影响。
03
凝聚态物理的基本概念
晶体结构
晶体定义：具有规则内部结构的固体物质 晶体分类：金属晶体、离子晶体、共价晶体、分子晶体等 晶体结构特点：空间点阵、晶格、原子排列规律等 晶体结构与物理性质关系：熔点、导电性、光学性质等
凝聚态物理与材料科学、纳米技 术等领域的交叉融合
探索凝聚态物理与其他领域如生 物、环境等交叉研究的新方向
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利用凝聚态物理原理开发新型能 源和器件
创新实验方法和手段，推动凝聚 态物理研究的进步
凝聚态物理与其他领域的融合发展
量子计算在凝聚态物理中的应用 生物物理与凝聚态物理的交叉研究 凝聚态物理与材料科学的相互促进 凝聚态物理在能源领域的应用与挑战
凝聚态物理的发展历程
凝聚态物理的起源可以追溯到19 世纪末期，当时科学家开始研究 固体物质的性质和行为。
20世纪中期，随着计算机技术和 实验设备的不断进步，凝聚态物 理学取得了巨大的进展。
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20世纪初，随着量子力学的建立 和发展，凝聚态物理学逐渐成为 一门独立的学科。
凝聚态物理课程大纲CondensedMatterPhysicsCourseOutline
《凝聚态物理》课程大纲“Condensed Matter Physics” Course Outline一、课程简介 (course description)教学目标 (goal)：Basic understandings of solids, energy bands, semiconductors, superconductivity and magnetism, and their main uses.主要内容 (course contents)：Condensed matter physics covers an extremely broad range of topics. Unfortunately therefore it is one of the most difficult course to teach and a one of the most boring course to learn. On the other hand, research in this area of physics has (arguably) resulted in the most useful outcomes. The topics to be covered in this course are crystal lattice structure, Bragg reflection and reciprocal lattice, phonons, free electron Fermi gas, energy band and band structure, semiconductors and semiconductor devices, Fermi surface and metals, superconductivities/magnetism, plasmon/plariton/polaron, optical properties and excitons, surfaces, interfaces, and nanostructures. We will try to make it fun by injecting more applied topics of relevance to our everyday lives such as semiconductor devices and applications.二、教学内容 (teaching contents)第一章 Chapter 1***主要内容 Main subject：Crystal lattice structure重点与难点important and difficult points：Read Chapter 1 of the book. The materials are mostly definitions to be familiar with. Must remember 1 Å (angstrom) = 10-10 m (meter) =0.1 nm (nanometer). The cases of simple, body-centered, and face-centered cubic latticestructures should be remembered. T (expressed in a’s) defines a lattice.第二章 Chapter 2***主要内容 Main subject：Crystal diffraction and reciprocal lattice重点与难点 important and difficult points：Review Fourier transform, light diffraction.Reciprocal lattice is essential in understanding X-ray Bragg reflections and therefore experimental determination of crystal structures. Structure factor and atomic form factor are introduced. G (expressed in b’s which are in turn defined by a’s) defines a reciprocal lattice.第三章 Chapter 3***主要内容 Main subject：Crystal binding重点与难点 important and difficult points：difference and different binding strengths of various forces, van der Waals force treated in more mathematical terms with a physical model. Concepts of cohesive, lattice, and Madelung energies are introduced. Energy scales involved per atom are in the eV range.第四章 Chapter 4***主要内容 Main subject：Phonons: lattice vibration重点与难点 important and difficult points：models of one-dimensional spring-connected harmonic oscillators give physical insight and realistic dispersion shapes, phonons are “quasi-particles” of lattice vibration, independent K values are within the first Brillouin zone第五章 Chapter 5***主要内容 Main subject：Phonons: thermal properties重点与难点important and difficult points：Density of state, Debye temperature, Debye and Einstein models, anharmonic effects, phonon-phonon scattering, thermal expansion, thermal conductivity/resistivity, Umklapp process第六章 Chapter 6***主要内容 Main subject：Free electron Fermi gas重点与难点 important and difficult points：Electron motion is treated as though they are freely moving, Fermi-Dirac distribution, Fermi energy vs. chemical potential, Ohm’s law, Drude formula, Hall effect, specific heat, thermal conductivity第七章 Chapter 7***主要内容 Main subject：Energy band and band structure重点与难点 important and difficult points：How does the periodic potential give rise to energy band?第八章 Chapter 8***主要内容 Main subject：Semiconductors and semiconductor devices重点与难点important and difficult points：Applications of band theory, band gap, and band structure, effective mass, hole.第九章 Chapter 9***主要内容 Main subject：Fermi surface and metal重点与难点important and difficult points：Everything happens at the Fermi surface, almost第十章 Chapter 10***主要内容 Main subject：Superconductivities and magnetism重点与难点 important and difficult points: Basic concepts of superconductivity and magnetism, their physical mechanism.第十一章 Chapter 11***主要内容 Main subject：Plasmon/polariton/polaron, optical properties and excitons重点与难点 important and difficult points：Various quasi-particles involving coupling among electrons, phonons, and photons.第十二章 Chapter 12***主要内容 Main subject：Surfaces, interfaces, and nanostructures重点与难点 important and difficult points：Surfaces, interfaces and associated nanostructures form much of current research topics and promising applications.****Lectures on Superconductivities and Magnetism will be given by Prof. Hang Zheng.Some lectures on Energy Bands and/or Semiconductors will likely be given by Prof. Harald Schneider of Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf, Germany, who is also a visiting chair professor with the SJTU.三、教学进度安排 (detailed calendar)Class locations & times: Tuesday & Thursday 10:00-11:40东中院1-104教学内容 Content 教学形式Teaching format作业 Homework第一周 Week 1 (Feb. 14 & 16) Introduction: solids,semiconductors, andtheir usefulnessCrystal, lattice,diffraction,reciprocal latticeClassroomlecturesAssignment 1:Read Ch. 1What gadget would youlike to have/invent andwhy?Due Feb. 21第二周 (Feb.21 & 23) Wave diffraction,reciprocal latticeClassroomlecturesAssignment 2:Reproduce Fig. 1 of Ch.2,List formulas that youused.Problem #1, 4 & 6 ofCh. 2.Due March 1第三周 (Feb.28 & March 1) Crystal binding Classroomlectures第四周 (March 6 & 8) Phonons I: CrystalvibrationsClassroomlecturesAssignment 3:1. At the zoneboundaries K=+/-p/a,how do the two modeslook like?That is, what are relativevalues of u and v?Draw a picture (similarto Fig. 9) for these twomodes for transversemodes.2. Problem #1 of Ch. 4.Due March 15.第五周(March Phonons II: Thermal Classroom Assignment 3:13 & 15) properties lectures Derive an expressionfor 2 dimension (let Abe the area of thesample)Problem 5 in the bookDue March 22.第六周 (March 20 & 22) Free electron FermigasClassroomlectures.Assignment 4:Reproduce Fig. 3.Derive DOS for 1 & 2D.Due: March 29第七周 (March 27 & 29) Free electron Fermigas,Plasmons,polaritons, and polaronsClassroomlectures第八周 (April 3 & 5) Plasmons,polaritons, and polaronsClassroomlecture第九周 (April 10 & 12) Energy bands Classroomlectures, given byProf. Schneider,& mid-termexam on April 10at 2pm-3:40pm,中院105（7-8节）第十周 (April 17 & 19) Energy bands, and SemiconductorsClassroomlectures.第十一周(April 24 & 26)Semiconductors Classroomlectures第十二周 (May 3) SemiconductordevicesClassroomlecture, May 1 isa holiday第十三周 (May 8 & 10) Superconductivitiesand magnetismClassroomlectures – Prof.Zheng第十四周 (May 15 & 17) Superconductivitiesand magnetismClassroomlectures – Prof.Zheng第十五周 (May 22 & 24) Superconductivitiesand magnetismClassroomlectures – Prof.Zheng第十六周 (May 29 & 31) Fermi surfaces andmetals, Optical processes andClassroomlecturesexcitons, andNanostructures（16 weeks total lecture time, weeks 17 & 18 – reading/final exam week）Office hours: Every Tuesday after class 2:00pm-5:45pm. On those no-class days, there will be no office hour. The office hour will be at my office (Physics Building, Room 902).During the period of Prof. Zheng’s lectures, the office hour will be held in Room 1011.四、课程考核及说明 (Exams and grades)40%为平时成绩（大作业等）Homework assignments60%为考试成绩Exams (mid-term 20% & final 40%)五、教材与参考书 (books and references)∙Lecture notes, to provide softcopy∙Charles Kittle, "Introduction to Solid State Physics" (John Wiley & Sons, Inc, New York), 8th edition. Students are encouraged to get both the translation version and the Englishversion.。
理论物理专业硕士研究生专业必修课程 《凝聚态物理导论》教学大纲
适用于何方向、是否学位课程： 计算凝聚态、纳米材料、磁学与磁性材料研究方向，学 位 课 程
考核方式： 考试
参考书目：
冯 端 等 ， 金 属 物 理 学 （ 第 四 卷 ）， 科 学 出 版 社 ， 1 9 9 8
戴道生、钱昆明：铁磁学（上），科学出版社，1992 年
Press，1995 3．蔡建华、龚昌德、姚希贤、孙鑫、李正中、吴萱如著，量子统计的格林函数理论，北京：科 学出版社，1982 4．卫崇德、章立源、刘福缓编著，固体物理中的格林函数方法，北京：高等教育出版社，1992 5．S. Doniach、E. H. Sondheimer 著，固态物理学家用的格林函数（Green’s Functions for Solid State Physicists），北京：世界图书出版公司，1998
SB1307020105
理论物理 专业硕士研究生专业必修课程
《量子通信与量子计算》教学大纲
教学目标：
掌握量子通信与量子计算的基本理论和研究方法，了解该学科的国内外研究动态，
紧跟国内外先进水平。具备阅读英语文献和查阅文献能力。
课程内容： Deutsch 算法， Deutsch-Jozsa 算法，量子 Fourier 变换及其应用，量子态的超空
考核方式： 考查
参考书目： 1 冯端、金国钧，凝聚态物理物理学，高教出版社 2 M.P.Marder,Condensed Matter Physics,New York:John Wily,2000
SB1307020102
理论物理专业硕士研究生专业必修课程 《计算物理》教学大纲
教学目标：
计算物理是凝聚态物理专业凝聚态理论方向的学位课程。通过本课程的学习，要求能熟练地应 用科学算法语言，实现凝聚态理论中目前常用的模型。
凝聚态物理研究生课程
凝聚态物理研究生课程摘要：一、引言1.课程背景2.课程目标二、课程内容1.基本概念2.研究方法3.主要研究领域三、教学安排1.学时与学分2.授课方式3.课程考核四、教材与参考书目1.教材简介2.参考书目五、课程实践与实验1.实验安排2.实验要求3.实验成果评价六、课程学习方法与建议1.学习策略2.学术资源利用3.交流与讨论七、课程评价与反馈1.教学质量评价2.学生反馈渠道八、结语1.课程收获2.对未来发展的启示正文：一、引言1.课程背景凝聚态物理是当代物理学的一个重要分支，涉及固态、液态以及介于固液之间的凝聚态物质的微观与宏观物理性质。
近年来，随着科学技术的快速发展，凝聚态物理在材料科学、纳米技术、能源转换等领域发挥着越来越重要的作用。
为了满足我国凝聚态物理领域研究生的培养需求，本课程应运而生。
2.课程目标本课程旨在帮助研究生掌握凝聚态物理的基本概念、研究方法和主要研究领域，提高研究生在凝聚态物理方面的理论素养和实验能力。
通过本课程的学习，学生应能：（1）理解凝聚态物理的基本原理和重要现象；（2）掌握常用的实验技术和分析方法；（3）了解当前凝聚态物理研究的前沿动态；（4）培养解决实际问题的能力，为从事相关领域的研究和工作奠定基础。
二、课程内容1.基本概念本部分主要包括：凝聚态物理的基本原理、晶格结构、电子能带理论、超导现象、磁性、光学性质等内容。
2.研究方法本部分主要包括：实验方法（如光谱学、电子显微镜、中子衍射等）、理论方法（如第一性原理计算、数值模拟等）和凝聚态物理的研究方法。
3.主要研究领域本部分主要包括：半导体物理、纳米材料、量子霍尔效应、拓扑物态、强关联电子系统、超导电性、磁性材料、液态物理等领域。
三、教学安排1.学时与学分本课程共计3学分，学时为1学期。
2.授课方式本课程采用课堂讲授、实验和实践相结合的方式进行教学。
3.课程考核课程考核包括期中考试、期末考试和实验报告，各部分占比分别为30%、30%和40%。
凝聚态物理导论-中科院课件-苏刚chapter1
Energy and length scales:
<10-17 m
10-15 m
a few times 10-15 m
10-10 m
10-9 ~10-6m
100 m
quark
proton
nuclear
atom, molecule, cluster
solid
>100 GeV
Ultra high energy physics
Chapter 1 Introduction §1.1 Preamble Physics is the science that studies the structures of matter and the fundamental laws of motion of matter.
17th century: Newton’s mechanics, gravitation Classical mechanics
States of matter: Gas, liquid, solid, plasma, Bose-Einstein condensation Standard model of Universe:
10-44s
Big bang Separation of gravitation from other forces
10-36s
Separation of weak and strong interactions
10-10s
Separation of weak and electromagnetic forces
10-6s
Quarks incorporated to form hadrons
1012s
凝聚态物理研究生课程
一、引言凝聚态物理是研究物质在固态下的性质和行为的学科，它对我们理解和应用现代物理学和材料科学起着重要作用。
作为研究生课程，我们将深入探讨凝聚态物理的基本原理、方法和应用，以培养学生的科研能力和科学思维。
二、晶体结构与晶格动力学1. 晶体结构的基本概念晶体结构是物质中原子或分子的排列方式和周期性重复性。
本课程将介绍晶体结构的基本概念，如晶格、晶胞和晶体学点群等。
2. 晶格动力学晶格动力学研究晶格的振动，包括声子谱和晶格热力学性质等。
我们将学习晶格振动的基本理论，并探讨晶格动力学在材料科学中的应用。
三、电子能带理论1. 布洛赫定理和周期势场布洛赫定理描述晶体电子在周期性势场中的行为，为理解电子能带理论提供基础。
我们将介绍布洛赫定理和周期势场的基本概念和数学表达。
2. 金属、半导体和绝缘体电子能带理论将固体材料分为金属、半导体和绝缘体。
我们将讨论它们的能带结构、电导性质和应用。
四、凝聚态物理中的电子关联效应1. 能带与电子关联电子关联效应包括在凝聚态物理中考虑电子的相互作用和关联。
我们将介绍有效质量近似和紧束缚模型等方法，以及它们在电子关联效应中的应用。
2. 哈特里-福克近似和密度泛函理论哈特里-福克近似和密度泛函理论是处理电子关联效应的常用方法。
我们将学习它们的基本原理和数学表达，并探讨它们在凝聚态物理中的应用。
五、超导与磁性1. 超导现象超导是一种特殊的电性现象，材料在低温下展现极低电阻和磁场排斥效应。
我们将研究超导现象的成因和基本理论，并探索超导材料的制备和应用。
2. 磁性现象磁性是物质中原子或分子的有序排列造成的，它对物质的性质和行为有着重要影响。
我们将学习磁性现象的基本原理、分类和调控方法。
六、凝聚态物理中的量子力学1. 量子力学基础量子力学是研究微观世界的物理学理论，我们将回顾量子力学的基本原理和数学形式，并应用于凝聚态物理的研究。
2. 量子力学在凝聚态物理中的应用量子力学在凝聚态物理中有着广泛的应用，如半导体器件、量子计算和量子材料等。
凝聚态物理专业硕士研究生培养方案
凝聚态物理专业硕士研究生培养方案（070205）一、培养目标通过课程学习和进行科学研究，使学生达到既有坚实的基础理论，又有宽广的知识面；在理论物理、凝聚态物理、光学学科的某一个方面掌握较系统的专门知识、技术与方法；掌握一门外语，能阅读本专业的外文资料、解决科学研究或实际工作中的具体问题；培养学生运用物理学和材料物理学的基础理论、基本知识和实验技能进行材料科学研究和技术开发的基本能力；培养能胜任在科研单位、生产部门或高等院校从事有关方面的研究、科技开发、教学和管理等工作的专门人才。
二、研究方向1．纳米材料2．固体发光3．薄膜物理4．凝聚态理论三、修业年限本专业基本修业年限为3年。
成绩优秀者，在符合提前毕业条件的前提下，可以申请提前半年毕业。
生源为跨专业、同等学力的研究生原则上不能提前毕业。
四、毕业学分和授予的学位本专业研究生所需修得的最低学分为32学分，其中公共基础课7学分，学科基础课6学分，专业主干课6学分，发展方向课8学分（其中专业方向课6学分），文献阅读1学分，学术活动1学分，学位论文3学分。
授予的学位类型为理学硕士学位。
五、培养方式1．硕士研究生培养采取导师负责与集体培养相结合的方式，导师是硕士研究生培养的第一责任人。
2．导师组负责整个研究方向的把握，对每个学生论文选题的正确性、可行性以及论文内容难易程度等进行评估。
把握与监督论文开题及论文答辩的过程。
根据专业学生人数的情况，导师组由该专业的全体导师组成。
3．硕士研究生培养形式应灵活多样，提倡采用讨论班、专题式、启发式等多种教学方式，把课堂讲授、交流研讨、案例分析和教学实践有机结合，加强对研究生创新能力的培养。
4．提倡导师和研究生共同制定个人培养方案，推进研究生的个性化培养。
5．提倡与国内外著名高校和科研院所互相承认学分，联合培养研究生。
根据专业需要，有计划地聘请国内外专家来校授课，或派出硕士研究生到其它名牌高校或科研院所修读部分课程。
六、课程学习1．课程设置与学分要求凝聚态物理专业硕士研究生课程设置注：专业方向课累计开课门数不得超过3门。
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参考书目： 1 冯端、金国钧，凝聚态物理物理学，高教出版社 2 M.P.Marder,Condensed Matter Physics,New York:John Wily,2000
SB1307020502
凝聚态物理专业硕士研究生专业必修课程 《群论》教学大纲
教学目标：
群论是一门学位课程，它是近代数学的重要基础，是现代理论物理不可缺少的数学工 具，是研究对称性的强有力的手段。
力学基础进一步深化、系统化，使学生系统掌握量子力学的理论体系、研究方法， 以便进一步学习有关专业的理论开展科研工作。
课程内容： Hilbert 空间，基本原理，三种图象，散射理论，对称理论，相对论量子力学，二
次量子化，路径积分简介。
教学要求： 作为“量子力学”课的延续和深入，在讲述“高等量子力学”课时，对“量子力
SB1307020507
凝聚态物理专业硕士研究生专业必修课程 《格林函数方法》教学大纲
教学目标：
格林函数方法是凝聚态物理专业凝聚态理论方向的理论基础课程。通过本课程的学习， 要求能应用格林函数方法解决凝聚态理论中常见的物理问题。
课程内容：
绝对零度的格林函数理论，有限温度的格林函数理论，非平衡格林函数方法，格林函数 的运动方程链的切断近似法，格林函数在铁磁理论中的应用，弱耦合超导理论。
能带；（5）相变和有序相。 教学要求：
1、结构的对称性；2、晶态结构、非晶态及聚合物结构；3、周期、准周期、局域态中的 电子波；4、输运性质；5、能带模型及量子尺寸效应；6、相变动力学及序参量。
预修课程： 固体物理学，量子力学
适用于何方向、是否学位课程： 计算凝聚态、纳米材料、磁学与磁性材料、光电子材料研究方向，必 修 课 程
教学要求： 1、了解各种磁性材料的制备方法及主要性能；2、选择 1-2 个新磁性材料，完成从制备、 结构分析、磁性测量、电性测量、数据处理与分析等全过程，完成一篇文章；3、掌握一 种数值计算的方法。
预修课程： 固体磁性、固体理论
适用于何方向、是否学位课程： 必修课 程
考核方式： 考查
参考书目： 1 都有为，铁氧体，江苏科学技术出版社，1995。 2 周寿增、董青飞，《超强永磁体-稀土铁系永磁材料》，冶金工业出版社，1999。 3 E.P.Wohlfarth, Ferromagnetic Materials, North-Holland, Amsterdam,1982. 4 张 立 德 ,纳 米 材 料 与 纳 米 结 构 ,科 学 技 术 出 版 社 ， 1998。 5 精选一些有关磁性材料研究的前沿的国际评论性的文章，如在 J.Magn.Magn.Mater.,第 100、200 期上的文章。
固体物理学
适用于何方向、是否学位课程： 所有研究方向，学 位 课 程
考核方式： 考试
参考书目： 黄昆原著、韩汝琦改编：固体物理学，高教出版社 李正中：固体理论，高教出版社 C. Kettele, Introduction to Solid State Physics. 5thy Ed. J. wiley and Sons, New Yord (1976) J. Callaway, Quantum Theory of the Solid State, Academic Press, New Yord(1976)
本课的目的：1、学习群论的基本概念和基本理论 2、初步了解李群、李代数的基本内容 3、能运用群论解决一些简单的物理问题
课程内容： 1、自由场方程
2、量子化场
3、相互作用场
4、S 矩阵理论
5、微扰论及费曼图 6、经典场与量子场关系 7、分立对称性 重整化思想
教学要求： 熟练掌握经典场计算方法，及由经典场至量子场的量子化方法。掌握 S 矩阵计算，
SB1307020501
凝聚态物理专业硕士研究生专业必修课程 《凝聚态物理导论》教学大纲
教学目标： 凝聚态物理学已成为当代物理学中最重要和最丰富的分支学科。该课程主要使学生了
解凝聚态物理的研究内容和研究方法。
课程内容： 主要包括下面几个方面： （1）凝聚态物理引论；（2）凝聚物理的结构；（3）各种物质结构中波的行为；（4）键、
适用于何方向、是否学位课程： 光电材料及光学专业聚合物波导研究方向必修课程。
考核方式： 考查
参考书目： 1． 固 体 发 光 ， 中 国 科 技 大 学 《 固 体 发 光 》 编 写 组 2． 玻 璃 的 光 学 和 光 谱 性 质 ， 干 福 熹 ， 上 海 科 学 出 版 社 3． 原 子 光 谱 学 导 论 ， 林 美 荣
SB1307020503
凝聚态物理专业硕士研究生专业必修课程
《非线性光学》教学大纲
教学目标： 非线性光学是光学专业研究生的专业基础课，通过本课程的学习，应能掌握光与物质
非线性相互作用的半经典理论及其应用，为从事光学、光电子学的科研和教学工作打好理 论基本。
课程内容： 非线性光学极化率的量子理论，光在非线性介质中的传播的耦合波方程，二阶非线性现象，
教学要求： 1、晶体结构的类型及其对称性的分析，倒格子的概念及态的描述；2、掌握晶格振动理论，
并用之解释晶格的声学波和光学波及热传导等；3、能带论是本课程的核心，对不同的晶体结构 或材料，建立不同的电子结构模型，计算出本征值和本征态；4、利用电导理论解释材料电阻的 温度特性、杂质散射等；5、简单地了解超导电性和半导体电子论的基本性质。 预修课程：
University Press，1995 3．蔡建华、龚昌德、姚希贤、孙鑫、李正中、吴萱如著，量子统计的格林函数理论，北京： 科学出版社，1982 4．卫崇德、章立源、刘福缓编著，固体物理中的格林函数方法，北京：高等教育出版社，1992 5．S. Doniach、E. H. Sondheimer 著，固态物理学家用的格林函数（Green’s Functions for Solid State Physicists），北京：世界图书出版公司，1998
SB1307020508
凝聚态物理专业硕士研究生专业必修课程
《固体发光》教学大纲
教学目标： 固体发光是凝 聚 态 专业研究生的选修课，通过本课程的学习，要求掌握光致发光、
电致发光及光电材料的特性，为从事光电子材料学的科研、教学等工作打好理论基础。
课程内容： 光致发光及材料的基本特性，电致发光及材料的基本特性，能量的传递与输运，发光动力
SB1307020506
凝聚态物理专业硕士研究生专业必修课程
《磁性材料》教学大纲
教学目标： 通过课程学习，掌握磁性材料的制备及其性能，以及材料性能的数值计算方法。
课程内容： 1、软磁材料的制备及性能；2、硬磁材料的制备及性能； 3、铁氧体材料的制备及性能；
4、磁性薄膜的制备及性能；5、磁性纳米线的制备及性能；6、纳米颗粒和原子团的制备及性 能；7、材料性能的数值计算方法
教学要求： 1、掌握纳米材料的结构特性； 2、了解纳米材料的制备方法； 3、掌握纳米材料的电学、磁学和光学特性； 4、了解纳米材料的表征方法；探讨纳米材料在各器件应用。
预修课程： 固体物理，无机或有机化学，固体物理实验方法
适用于何方向、是否学位课程： 选修课程
考核方式： 考查
参考书目： 刘吉平 向阳 编著：纳米科学技术 张志诓 崔作林 著：纳米技术与纳米材料 张立德著：纳米材料与纳米结构 Zhong Lin Wang 著 ： 纳 米 相 材 料 的 特 性 （ Characterization of Nanophase Materials） 王世敏 许祖 傅晶 编著：纳米材料制备技术
SB1307020505
凝聚态物理专业硕士研究生专业必修课程 《纳米技术》教学大纲
教学目标： 纳米技术是凝聚态专业研究生的基础理论课，通过本课程的学习，要求掌握纳米材料
和纳米结构的基本理论，为从事纳米技术的科研、教学和工程应用等工作打好理论基础。 课程内容：
纳米材料的分类、制备方法，纳米材料的电学、磁学和光学性质，纳米材料的表征方法。
学，发光材料中稀土金属离子的光谱性质，晶体场理论。
教学要求： 1、掌握发光材料的光谱特性及基本概念，掌握发光材料的发光机理。 2、掌握发光的能量传递及敏化发光原理。 3、掌握发光动力学的唯象描述－速率方程。 4、掌握 J－O 理论分析稀土金属离子的辐射特性，了解晶场对辐射特性的影响。
预修课程： 原子物理，量子力学，群论
SZ1307020501
凝聚态物理专业硕士研究生专业学位课程
《固体理论》教学大纲
教学目标：
通过学习,掌握固体物理学的基本的理论框架和知识体系,学会采用唯象、量子理论解释固 体材料的电性、磁性、光学性质等。
课程内容： 主要包括下面几个方面：
（1）坐标空间和倒格子空间描述晶体结构；（2）晶格振动动力学；（3）能带理论；（4）金 属电子论，包括晶态和非晶态的电导理论；（5）超导电性；（6）半导体电子论等。
教学要求： 1、掌握绝对零度和有限温度下格林函数理论的基本表述； 2、了解格林函数的运动方程链的切断近似法； 3、掌握格林函数在铁磁理论中的应用和弱耦合超导理论；量子统计，固体理论
适用于何方向、是否学位课程：
必修课程。 考 核 方 式 ： 考查
参考书目：
1．G. D. Mahan 著，Many-Particle Physics(2nd edition)，New York：Plenum Press，1990 2．S. Datta 著，Electronic Transport in Mesoscopic Systems，Cambridge：Cambridge
三阶非线性现象，光场感应折射率变化。
教学要求： 1、掌握在非线性介质中光波及极化率的描述，极化率的五种对称性，极化率的量子力学 表示，了解密度矩阵方法，局域场修正法，耦合波方程； 2、 掌握二次谐波的求解及相应匹配概念和方法，了解和频、差频、参量过程和普克尔效应； 3、掌握三次谐波，双光子吸收和受激喇曼散射的原理和方法，参量与非参量过程和简并 四波混频。了解光散射一般特性，声子概念，布里渊散射； 4、掌握克尔效应，自聚集现象及其应用，了解光感应动态光栅 CAPS 光谱。