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專業介紹

深圳大學于2011年取得物理學一級學科碩士學位授權點，在此之前，已先后取得了理論物理、粒子物理與原子核物理、凝聚態物理、等離子體物理、光學、無線電物理等六個目錄內的二級學科學位授權點，和一個自主設置的“薄膜物理與技術”目錄外的二級交叉學科學位授權點。目前本學科設立理論物理、粒子物理與原子核物理、等離子體物理、凝聚態物理、光學、薄膜物理與技術等六個研究方向。本學位點以培養寬口徑、厚基礎、從事科學研究的專業技術人才為目標，同時結合深圳社會主義先行示范區的發展需求，與材料、電子、光電等學科交叉融合，在量子信息、核科學與核技術、納米電子器件的設計與模擬、等離子體應用、激光物理技術、功能薄膜與器件等相關領域中取得了突出的成績。

研究方向：

1、理論物理(070201)

理論物理包含以下研究方向：

(1)量子信息與量子計算及其相關問題的研究。量子信息和量子計算是近年來物理學最重要的研究領域之一，也是我國重點支持的十大研究領域之一，具有重要的科學意義和應用前景。主要進行以下幾個方面的研究：a. 量子系統的控制理論及其在量子計算中的應用;b. 量子多體系統的平衡和非平衡物理效應研究;c. 過渡金屬硫化物中的新型量子現象和在量子信息領域的應用。

(2)冷原子物理。主要研究內容為光的非經典性質以及光與物質相互作用中的量子現象，包括：激光場與物質相互作用過程中的量子干涉效應，例如相干粒子數捕獲、無反轉光放大、電磁感應光透明等;電磁感應光透明過程中量子信息的存儲與恢復以及基于此過程的量子糾纏;基于量子干涉的慢光及非線性光學效應，尤其是弱光強非線性及其在單光子開關、量子邏輯門中的應用。

(3)非線性復雜系統動力學。研究物理學科(也包括其它學科)中所建立的宏觀非線性動力學系統隨時間或空間或時間和空間的演化特性，探究由等同或非等同宏觀非線性動力學子系統間相互作用及在一些特定的邊界或外部條件下所產生的協同效應生成、發展的規律，揭示時、空演化過程中各類物理表象所反映的物理本質和規律。結合實際問題的研究，從理論上為應用提供有指導性的工作基礎。

2、粒子物理與原子核物理(070202)

粒子物理與原子核物理是研究原子核與基本粒子的性質、結構、相互作用及運動規律的學科，是當今物理學最重要的分支之一。核物理的研究曾導致了核能的廣泛利用。粒子物理和核物理的實驗研究對極為精密和復雜的儀器設備以及先進實驗技術的需求是高新技術發展的推動力之一。粒子物理與原子核物理學科的建設和發展，為國家重大科學平臺的建設、核電產業、各類非動力民用核技術產業提供人才和技術支持。本學科主要的研究方向有：

(1)原子核結構與原子核反應研究。在結構研究方面，在束 g 譜學對原子核結構的研究也是當前研究的熱點。原子核可以處于不同的狀態，當原子核狀態發生轉變時，會釋放出大量的g射線，通過對實驗測量的g射線的分析，可以對核的內部能級結構進行研究，給出原子核的衰變綱圖，并且對高自旋，核三軸形變等進行研究。在反應研究方面，重點研究重離子核反應及超重元素(核電荷數大于106的元素稱為超重元素，目前實驗上已合成118號元素)合成的機制問題。 重離子核反應機制及超重元素的合成是當前原子核物理研究的熱點，通常采用熔合反應將兩個原子核聚合成為一個具有很大質量數和電荷數的原子核。近年來，本領域的研究在實驗和理論方面均取得很大的進展，得到了國內外眾多研究機構的高度關注。而相關理論研究不僅可以為實驗提供重要的理論參考依據，而且更加深化了對于核結構與核反應規律的認識。本領域的研究得到了國家自然科學基金面上項目及國際交流與合作項目的持續支持。

(2)核分析技術與環境科學研究。主要采用分子活化分析，核技術、儀器分析和化學分離相結合的方法，對食品和生物樣品中的總鹵素、可萃取有機鹵化合物、持久性可萃取有機鹵化合物、有機氯殺蟲劑等污染物的含量、分布、相關性、來源、特征殘留、成因、環境質量對污染物殘留水平的影響以及這些污染物對人體健康的影響等進行比較系統的分析。

(3)反應堆物理。該方向以中子物理為基礎，以反應堆為研究主體，涵蓋包括中子物理、反應堆物理、反應堆物理測量等。培養學生具有從理論基礎到實際應用的全方面的綜合知識體系。

(4)高純鍺單晶的拉制和高純鍺探測器的制備。這個方向是介于核技術與材料科學之間的交叉學科。主要研究高純鍺單晶的制備，和高純鍺探測器的研制。高純鍺探測器是核物理基礎研究不可缺少的主要探測裝置，也是國防、核電、安檢和環境監測部門不可缺少的監測儀器。在這方面，深圳大學有深圳市的高純晶體與高純鍺探測器制造重點實驗室的條件. 是一個重點研究方向。

3、等離子體物理(070204)

主要包括以下研究方向：

(1)等離子體物理與診斷。依托于深圳大學-中科院等離子體物理研究所聯合應用實驗室，開展等離子體物理理論、診斷與應用等方面的研究工作。實驗室擁有等離子體噴涂、微波等離子體以及Helimak磁約束等離子體裝置等設備，可開展等離子體物理現象研究、等離子體在薄膜與涂層制備上的應用研究、等離子體特性診斷等工作，集理論研究、技術研發、材料應用研究于一體。

(2)聚變堆材料與應用。依托于深圳大學新能源研究中心和李建剛院士工作站，開展磁約束核聚變堆材料的研究工作，包括鎢、銅合金、特種鋼等的先進制備、焊接、性能測試等，為EAST國家大科學工程提供一定技術支持的同時，開展新型的材料研究與應用。

(3)先進材料與表面技術。主要開展載能束在材料科學與表面技術上的應用、原子團簇尺度上的材料計算與設計、新型高熵合金研發等工作，擁有爆炸噴涂、電子束高熱負荷測試、強流脈沖電子束材料改性、高能離子束材料改性、磁控濺射、材料熔煉、材料熱處理等實驗室，以及金相顯微鏡、硬度測量儀、材料孔隙率測試儀、X射線衍射儀等設備，形成了燃料電池電解質層、類金剛石薄膜、超硬膜、納米膜、陶瓷涂層、耐腐蝕涂層、熱障涂層的沉積以及基于真空熔煉、磁控濺射制備新型高熵合金的材料制備與改性基礎和應用基礎研究體系。

4、凝聚態物理(070205)

凝聚態物理的研究對象是大量原子、分子的集合體，包括固體、液體、液晶等，研究尺度橫跨微觀、介觀、宏觀領域，既包括傳統的半導體物理、金屬物理、磁學、超導等固體物理內容，又不斷涌現出如低維和介觀物理、強關聯體系、無序體系等新分支，成為推動新材料、新器件和新技術的根本，并形成和促進了眾多交叉學科的發展。本方向主要從理論和計算兩方面探討介觀系統和納米電子器件的輸運性質，研究對稱性相關的拓撲和統計性質，發掘新材料，設計新器件。研究工作主要集中在以下幾個方向：

(1)量子輸運理論。量子輸運是介觀系統和納米結構中的粒子或準粒子在外驅動力作用下發生的集體定向移動，在服從量子力學規律的同時，表現出獨特的行為和性質。本方向基于非平衡格林函數方法和散射矩陣理論，發展納米器件的直流、有限頻率交流、瞬態響應等量子輸運理論，用于探討散粒噪聲、參數泵浦、介觀電容、自旋極化和自旋轉矩、摻雜效應等量子輸運性質。

(2)納米器件量子輸運性質模擬。結合量子輸運理論，采用基于密度泛函和非平衡格林函數相結合的第一性原理計算方法，設計各種納米尺度的電子器件，并對其輸運行為進行數值模擬和理論分析，包括器件在直流、交流和暫態過程中電子和自旋對外界環境(偏電壓、門電壓、磁場、外力等)和內部雜質缺陷等的響應和演化，揭示各種量子輸運現象背后的微觀物理本質，為納米尺度電子器件的設計提供理論參考。

(3)機器學習在材料領域的應用。機器學習已經在材料學研究中展現出驚人的潛力，是未來材料學研究與發展的一個重要領域。本研究方向將機器學習與第一性原理結合，用于材料發現、結構分析、性質預測、反向設計等方面，為新材料研發和產業化進程提供數據支撐。

(4)新興二維材料性能的模擬計算。隨著石墨烯的發現并于2010年獲得諾貝爾獎以來，二維材料得到了空前發展。由于其獨特的電學、化學、機械等性能，成為材料和納米器件方面的研究熱點。本方向將重點關注新興二維材料及其異質結的電學、光學及磁學性質，系統分析雜質、外電場、表面重構等因素對二維材料能帶結構、光學吸收、載流子遷移率等性質的影響;另外，本方向還將探討二維材料與金屬導線的接觸問題，為設計基于二維材料的電子器件提供理論依據。

(5)介觀系統對稱性相關的拓撲物態和統計規律。哈密頓量的對稱性賦予了量子系統豐富的物態，在經典的金屬、半導體、絕緣體物態外，涌現出拓撲絕緣體、拓撲超導體、拓撲半金屬等新興物態。這些拓撲物態均受到系統特定對稱性的保護，并表現出獨特的統計規律。本方向在緊束縛模型和有效模型的基礎上，從系統的對稱性出發，揭示新型量子功能材料的隱藏對稱性，構造不同的拓撲結構，并用外場破缺對稱性來調控其輸運性質;利用統計物理手段，探討系統對稱性和其輸運性質統計規律的內在聯系，發掘介觀系統普適性統計行為和現象。

5、光學(070207)

主要研究領域包括：

(1)激光技術與應用。主要研究激光技術中的物理機制、關鍵元件、系統工程與新應用，涉及阿秒激光物理機制、高能飛秒激光技術、紅外與太赫茲技術、高能渦旋光束產生技術、芯片級光源與檢測技術、激光雷達技術、飛秒激光精密加工與3D打印、高精度激光切割與焊接等前沿技術領域，注重培養學生光機電算綜合能力。

(2)瞬態吸收光譜技術。該技術是研究光與物質相互作用的強有力手段。以新型半導體材料為主要研究對象，研究其光誘導的電子和空穴分離過程、電子和空穴的傳輸過程及發光動力學機制，并深刻揭示相關物理過程與太陽能電池效率、微納激光/受激發射、多次諧波產生及發光器件效率之間的關系。

(3)光纖傳感技術。面向物聯網、智慧醫療、環境監測等應用，主要研究光纖與敏感材料傳感新理論、結構與技術，構建先進的半導體氣敏/濕敏傳感器、微結構光纖傳感器、集成光波導傳感器與探測器、光纖生物化學傳感器以及光纖工程傳感網絡。

(4)微納光電材料與器件。以新型光電半導體材料的設計和調控為核心，研究低維光電半導體材料的可控制備、半導體能帶工程、半導體摻雜與缺陷調控、光生載流子動力學、光與物質的相互作用規律、半導體等離激元效應、光熱效應、新型光電探測器。

6、薄膜物理與技術(0702J1)

主要包括以下研究方向：

(1)能源薄膜與器件。隨著世界能源的短缺和環境污染問題的日趨嚴重，開發新型清潔能源成為當今世界各國研究的熱門領域，其中光伏發電和熱電發電更是研究的重點。光伏發電中，薄膜太陽電池的研究已廣泛開展。熱電發電中最關鍵的溫差發電技術，是一種可直接將熱能和電能相互轉換的綠色環保技術，可廣泛的應用在溫差發電和制冷等領域。近幾年，高性能的薄膜熱電轉換材料及其器件的開發成功，且在性能和應用前景上都要優于塊體熱電材料，所以薄膜溫差電技術的研究開始代替傳統的溫差電技術的研究，成為了溫差電技術廣泛應用的突破口。本學科主要從事涉及高質量能源薄膜的制備與其相關物理性能的基礎研究，及能源薄膜元器件(太陽薄膜電池和溫差薄膜電池)的研制。

(2)功能薄膜與器件。以各種功能薄膜為基礎的傳感器具有性能優良、原料廉價易得、生長成本低、與半導體工藝兼容、集成化程度高、功率低、靈敏度高和選擇性好等諸多特點，因而在聲光器件、壓電器件、氣敏元件、聲表面波器件、壓力元件和濕敏元件等方面都有重要應用。本方向重點研究薄膜功能特性及其物理機制，以及在傳感器領域的應用。本方向同時研究具有良好生物相容性的薄膜和涂層材料，并著重于薄膜表面和界面與體液接觸的物理過程及薄膜物理結構與特性對其生物相容性的影響，從而為材料設計組成和提高性能提高理論基礎和指導。

(3)薄膜物理與結構。作為特殊形態材料的薄膜，其制備和生長過程直接影響著薄膜的結構和性能，最終影響其在微電子、信息、傳感器、光學和太陽能等領域的應用。本方向將以凝聚態物理理論為指導，研究薄膜生長動力學、薄膜表面界面特性、薄膜光電學性質、半導體薄膜能帶結構、薄膜微觀缺陷、納米及其他微結構薄膜性質與理論分析等。從更加基礎的角度研究薄膜生長過程、微觀結構、物理特性的物理機制和物理本質。本方向重點研究納米結構薄膜的生長和制備過程。