基本信息
专业070200
专业名称物理学
学制3年
学位类型学术学位
学院名称123 物理与光电工程学院
招生人数28
联系人张老师
联系电话0755-26732152
电子信箱64738089@qq.com
专业方向及指导教师
专业方向代码
| 专业方向
| 指导教师
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01
| 原子核物理与等离子体物理
| 廖卫兵,刘永,张小东,朱翔,刘国卿,吴木泉,王楠,王兴立,殷园,庞波,李二涛,王吉浦,李永春,胡世鹏,邓阳斌,董晓朦,颜强,陈思娟,徐安琪
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02
| 凝聚态物理
| 王健,许富明,金浩,孔祥华,王陆洋,RAMIERE AYMERIC MICHEL MAURICE
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03
| 光学
| 贺廷超,耿优福,王佳琦,魏松瑞,陈郁芝
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04
| 薄膜物理与技术
| 罗景庭,张东平,杜宇,李甫,梁广兴,钟爱华,陈烁,樊博,薛白,付琛,郑壮豪,陈跃星,陶然
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05
| 量子科学与技术
| 李朝红,姜维超,鹿博,韩成银
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专业介绍专业介绍
深圳大学于2011年取得物理学一级学科硕士学位授权点，在此之前，已先后取得了理论物理、粒子物理与原子核物理、凝聚态物理、等离子体物理、光学、无线电物理等六个目录内的二级学科学位授权点，和一个自主设置的薄膜物理与技术目录外的二级交叉学科学位授权点。目前本学科设立原子核物理与等离子体物理，凝聚态物理，光学，薄膜物理与技术和量子科学与技术等五个研究方向。本学位点以培养宽口径、厚基础、从事科学研究的专业技术人才为目标，同时结合深圳社会主义先行示范区的发展需求，与材料、电子、光电等学科交叉融合，在量子信息、核科学与核技术、纳米电子器件的设计与模拟、等离子体应用、激光物理技术、功能薄膜与器件等相关领域中取得了突出的成绩。
具体研究方向：
1、原子核物理与等离子体物理
粒子物理与原子核物理是研究原子核与基本粒子的性质、结构、相互作用及运动规律的学科，是当今物理学最重要的分支之一。核物理的研究曾导致了核能的广泛利用。粒子物理和核物理的实验研究对极为精密和复杂的仪器设备以及先进实验技术的需求是高新技术发展的推动力之一。粒子物理与原子核物理学科的建设和发展，为国家重大科学平台的建设、核电产业、各类非动力民用核技术产业提供人才和技术支持。本学科主要的研究方向有：
（1）原子核结构与原子核反应研究。在结构研究方面，在束g谱学对原子核结构的研究也是当前研究的热点。原子核可以处于不同的状态，当原子核状态发生转变时，会释放出大量的g射线，通过对实验测量的g射线的分析，可以对核的内部能级结构进行研究，给出原子核的衰变纲图，并且对高自旋，核三轴形变等进行研究。在反应研究方面，重点研究重离子核反应及超重元素(核电荷数大于106的元素称为超重元素，目前实验上已合成118号元素)合成的机制问题。重离子核反应机制及超重元素的合成是当前原子核物理研究的热点，通常采用熔合反应将两个原子核聚合成为一个具有很大质量数和电荷数的原子核。近年来，本领域的研究在实验和理论方面均取得很大的进展，得到了国内外众多研究机构的高度关注。而相关理论研究不仅可以为实验提供重要的理论参考依据，而且更加深化了对于核结构与核反应规律的认识。本领域的研究得到了国家自然科学基金面上项目及国际交流与合作项目的持续支持。
（2）核分析技术与环境科学研究。主要采用分子活化分析，核技术、仪器分析和化学分离相结合的方法，对食品和生物样品中的总卤素、可萃取有机卤化合物、持久性可萃取有机卤化合物、有机氯杀虫剂等污染物的含量、分布、相关性、来源、特征残留、成因、环境质量对污染物残留水平的影响以及这些污染物对人体健康的影响等进行比较系统的分析。
（3）反应堆物理。该方向以中子物理为基础，以反应堆为研究主体，涵盖包括中子物理、反应堆物理、反应堆物理测量等。培养学生具有从理论基础到实际应用的全方面的综合知识体系。
（4）高纯锗单晶的拉制和高纯锗探测器的制备。这个方向是介于核技术与材料科学之间的交叉学科。主要研究高纯锗单晶的制备，和高纯锗探测器的研制。高纯锗探测器是核物理基础研究不可缺少的主要探测装置，也是国防、核电、安检和环境监测部门不可缺少的监测仪器。这个研究方向依托深圳市高纯晶体与高纯锗探测器制造重点实验室开展科学研究。
（5）等离子体物理与诊断。本方向依托深圳大学-中科院等离子体物理研究所联合应用实验室，开展等离子体物理理论、诊断与应用等方面的研究工作。实验室拥有等离子体喷涂、微波等离子体以及Helimak磁约束等离子体仪器等设备，可开展等离子体物理现象研究、等离子体在薄膜与涂层制备上的应用研究、等离子体特性诊断等工作，集理论研究、技术研发、材料应用研究于一体。
（6）聚变堆材料与应用。依托于深圳大学新能源研究中心和李建刚院士工作站，开展磁约束核聚变堆材料的研究工作，包括钨、铜合金、特种钢等的先进制备、焊接、性能测试等，为EAST国家大科学工程提供一定技术支持的同时，开展新型的材料研究与应用。
（7）先进材料与表面技术。主要开展载能束在材料科学与表面技术上的应用、原子团簇尺度上的材料计算与设计、新型高熵合金研发等工作，拥有爆炸喷涂、电子束高热负荷测试、强流脉冲电子束材料改性、高能离子束材料改性、磁控溅射、材料熔炼、材料热处理等实验室，以及金相显微镜、硬度测量仪、材料孔隙率测试仪、X射线衍射仪等设备，形成了燃料电池电解质层、类金刚石薄膜、超硬膜、纳米膜、陶瓷涂层、耐腐蚀涂层、热障涂层的沉积以及基于真空熔炼、磁控溅射制备新型高熵合金的材料制备与改性基础和应用基础研究体系。
2、凝聚态物理
凝聚态物理的研究对象是大量原子、分子的集合体，包括固体、液体、液晶等，研究尺度横跨微观、介观、宏观领域，既包括传统的半导体物理、金属物理、磁学、超导等固体物理内容，又不断涌现出如低维和介观物理、强关联体系、无序体系等新分支，成为推动新材料、新器件和新技术的根本，并形成和促进了众多交叉学科的发展。本方向主要从理论和计算两方面探讨介观系统和纳米电子器件的输运性质，研究对称性相关的拓扑和统计性质，发掘新材料，设计新器件。研究工作主要集中在以下几个方向：
（1）量子输运理论。量子输运是介观系统和纳米结构中的粒子或准粒子在外驱动力作用下发生的集体定向移动，在服从量子力学规律的同时，表现出独特的行为和性质。本方向基于非平衡格林函数方法和散射矩阵理论，发展纳米器件的直流、有限频率交流、瞬态响应等量子输运理论，用于探讨散粒噪声、参数泵浦、介观电容、自旋极化和自旋转矩、掺杂效应等量子输运性质。
（2）纳米器件量子输运性质模拟。结合量子输运理论，采用基于密度泛函和非平衡格林函数相结合的第一性原理计算方法，设计各种纳米尺度的电子器件，并对其输运行为进行数值模拟和理论分析，包括器件在直流、交流和暂态过程中电子和自旋对外界环境（偏电压、门电压、磁场、外力等）和内部杂质缺陷等的响应和演化，揭示各种量子输运现象背后的微观物理本质，为纳米尺度电子器件的设计提供理论参考。
（3）机器学习在材料领域的应用。机器学习已经在材料学研究中展现出惊人的潜力，是未来材料学研究与发展的一个重要领域。本研究方向将机器学习与第一性原理结合，用于材料发现、结构分析、性质预测、反向设计等方面，为新材料研发和产业化进程提供数据支撑。
（4）新兴二维材料性能的模拟计算。随着石墨烯的发现并于2010年获得诺贝尔奖以来，二维材料得到了空前发展。由于其独特的电学、化学、机械等性能，成为材料和纳米器件方面的研究热点。本方向将重点关注新兴二维材料及其异质结的电学、光学及磁学性质，系统分析杂质、外电场、表面重构等因素对二维材料能带结构、光学吸收、载流子迁移率等性质的影响；另外，本方向还将探讨二维材料与金属导线的接触问题，为设计基于二维材料的电子器件提供理论依据。
（5）介观系统对称性相关的拓扑物态和统计规律。哈密顿量的对称性赋予了量子系统丰富的物态，在经典的金属、半导体、绝缘体物态外，涌现出拓扑绝缘体、拓扑超导体、拓扑半金属等新兴物态。这些拓扑物态均受到系统特定对称性的保护，并表现出独特的统计规律。本方向在紧束缚模型和有效模型的基础上，从系统的对称性出发，揭示新型量子功能材料的隐藏对称性，构造不同的拓扑结构，并用外场破缺对称性来调控其输运性质；利用统计物理手段，探讨系统对称性和其输运性质统计规律的内在联系，发掘介观系统普适性统计行为和现象。
3、光学
主要研究领域包括：
（1）激光技术与应用。主要研究激光技术中的物理机制、关键元件、系统工程与新应用，涉及阿秒激光物理机制、高能飞秒激光技术、红外与太赫兹技术、高能涡旋光束产生技术、芯片级光源与检测技术、激光雷达技术、飞秒激光精密加工与3D打印、高精度激光切割与焊接等前沿技术领域，注重培养学生光机电算综合能力。
（2）瞬态吸收光谱技术。该技术是研究光与物质相互作用的强有力手段。以新型半导体材料为主要研究对象，研究其光诱导的电子和空穴分离过程、电子和空穴的传输过程及发光动力学机制，并深刻揭示相关物理过程与太阳能电池效率、微纳激光/受激发射、多次谐波产生及发光器件效率之间的关系。
（3）光纤传感技术。面向物联网、智慧医疗、环境监测等应用，主要研究光纤与敏感材料传感新理论、结构与技术，构建先进的半导体气敏/湿敏传感器、微结构光纤传感器、集成光波导传感器与探测器、光纤生物化学传感器以及光纤工程传感网络。
（4）微纳光电材料与器件。以新型光电半导体材料的设计和调控为核心，研究低维光电半导体材料的可控制备、半导体能带工程、半导体掺杂与缺陷调控、光生载流子动力学、光与物质的相互作用规律、半导体等离激元效应、光热效应、新型光电探测器。
4、薄膜物理与技术
主要包括以下研究方向：
（1）能源薄膜与器件。随着世界能源的短缺和环境污染问题的日趋严重，新型清洁能源开发成为当今世界各国的热门研究领域，其中光伏发电和热电发电更是研究的重点。光伏发电中，薄膜太阳电池的研究已广泛开展。热电发电中最关键的温差发电，是一种可直接将热能和电能相互转换的绿色环保技术，广泛应用在温差发电和半导体制冷领域。近几年，高性能薄膜热电转换材料及其器件的开发取得较大进展，其在性能和应用前景上都要优于块体热电材料。因此，薄膜温差电技术开始逐步代替传统的温差电技术，成为温差电技术发展的突破口。本学科主要从事高质量能源薄膜的制备与其相关物理性能的基础研究，及能源薄膜元器件（太阳薄膜电池和温差薄膜电池）的研制。
（2）功能薄膜与器件。以各种功能薄膜为基础的先进传感器具有性能优良、原料廉价易得、与半导体工艺兼容、集成化程度高、功率低、灵敏度高和选择性好等诸多特点，在声光器件、压电器件、气敏元件、声表面波器件、压力元件和湿敏元件等方面都有重要应用。本学科方向研究薄膜材料的功能特性及其物理机制，重点研究其在先进智能传感领域的具体应用。此外，本学科方向还涉及具有良好生物相容性的薄膜材料和涂层，研究薄膜表面和界面与体液接触的物理过程及薄膜物理结构与特性对其生物相溶性的影响，从而为材料设计和性能提高提供相关理论基础和指导。
（3）薄膜物理与结构。作为特殊形态材料的薄膜，其制备和生长过程直接影响着薄膜的结构和性能，最终影响其在微电子、信息、传感器、光学和太阳能等领域的应用。本方向将以凝聚态物理理论为指导，研究薄膜生长动力学、薄膜表面界面特性、薄膜光电学性质、半导体薄膜能带结构、薄膜微观缺陷、及其他微结构薄膜性质与理论分析等，从更基础的角度研究薄膜生长过程、微观结构、物理特性的物理机制和物理本质。本方向重点研究纳米结构薄膜的生长和制备过程。
5、量子科学与技术
主要包括以下研究方向：
（1）冷原子物理。开展冷原子物理的理论和实验相关研究。理论方面主要聚焦于光的非经典性质以及光与物质相互作用中的量子现象，包括：激光场与物质相互作用过程中的量子干涉效应，例如相干粒子数捕获、无反转光放大、电磁感应光透明等；电磁感应光透明过程中量子信息的存储与恢复以及基于此过程的量子纠缠；基于量子干涉的慢光及非线性光学效应，尤其是弱光强非线性及其在单光子开关、量子逻辑门中的应用。实验方面基于冷原子实验平台的磁、光、电调控技术，主要探索量子干涉、集体量子行为、量子相变、非平衡量子动力学、拓扑量子物态等，主要包括：原子激光冷却与囚禁、原子玻色-爱因斯坦凝聚、原子干涉、光晶格冷原子体系、量子相变动力学、新奇拓扑物态等。
（2）量子光学。主要聚焦于光与原子不同自由度的相互作用，量子理论研究光辐射，基于光和物质缀饰态的量子相干调控，以及量子物理退相干和开系统的理论研究。基于激光光子、表面量子化声波、二维材料自旋和能谷等不同量子自由度的耦合，探索新型宏观量子状态，量子相变，量子相干性等量子效应，并结合量子计算探索在这些物理体系中实现和优化量子算法的机制和方案。
（3）量子调控。主要聚焦冷原子等人工量子体系的制备与调控，多体量子效应及其调控，拓扑量子物态及其调控，非平衡量子现象及其调控等。基于冷原子等人工量子体系，探索量子关联与量子相变、拓扑量子物态与拓扑相变、对称性破缺的普适动力学机制等。面向量子科学前沿和量子模拟的需求，发展量子调控和量子模拟的新手段与新方案。
（4）量子光电集成芯片。主要聚焦在集成光子芯片、集成光子-原子芯片、超表面超分辨原子成像芯片和集成光子线路等研究。针对传统冷原子光电操控系统的复杂光路、大体积和高功耗等问题，发展集成光子芯片和集成光子线路，解决片上光源相噪来源和产生机理、波导传输损耗和模场约束相互制约机制、片上激光稳频、片上传输、耦合与保偏等关键问题，实现激光光源、光电操控元件和光路集成在一块芯片上。针对冷原子囚禁系统体积庞大问题，发展集成光子-原子芯片，解决片上冷原子与光场、磁场等相互作用的物理问题，利用超表面光栅技术发展磁光阱，实现光电集成的小型化冷原子囚禁系统。针对传统冷原子成像系统分辨率低、数值孔径小等问题，发展超表面超分辨原子成像芯片，解决冷原子原位成像、三维成像重构等问题，实现高分辨冷原子成像的集成化。
（5）量子精密测量与传感。主要聚焦在量子增强精密测量的物理基础，冷原子钟，量子磁力计，量子锁相放大器，智能量子传感器件等研究。基于量子精密测量理论，紧跟当前量子调控，量子态制备和操控的理论和实验技术的发展，结合机器学习，开展量子增强精密测量的物理基础的研究，发展纠缠增强的量子精密测量的新原理与新方案，用于对环境噪声具有鲁棒性，且能突破标准量子极限的参数测量；基于已有的理论方案，结合实际量子传感需要，发展高精度原子钟，高精度磁力计，量子锁相放大器等理论方案，为量子传感器件的设计和制造提供理论基础；基于实际的冷原子体系，结合量子光电集成芯片技术，将开展冷原子CPT 钟、冷原子磁力计等实验研究，旨在实现紧凑型量子传感器件。
（6）阿秒科学和强激光场物理。主要聚焦在强激光脉冲和阿秒激光脉冲与原子分子、固体等物质相互作用的研究。 发展精确求解含时薛定谔方程、半导体布洛赫方程的理论方法，对光与物质相互作用中产生的光电子谱和高次谐波谱上的电子全息干涉、电子关联、电离延时、光电子自旋极化等各类超快现象进行精确模拟。研究斯塔克能移、拉比振荡、自旋轨道耦合、动态干涉等在强场电离和谐波产生中的作用。利用阿秒脉冲具有超短持续时间的特性，通过阿秒条纹相机、单双光相干等泵浦探测方案对原子分子内部电子的超快运动进行操控和探测。研究量子多体系统与激光脉冲发生强相互作用时所发射的高次谐波的量子特性。
报考要求全日制本科专业，热爱科研，能够熟练掌握电磁学、光学等基础知识，能够熟练的阅读英文文献资料，具有良好的英文写作基础。欢迎对物理科学与技术的理论及应用感兴趣的同学报考，欢迎具有推免生资格的考生选读。除全日制应届本科毕业生外，其他考生须在网上确认（现场确认）前取得本科毕业证书方可报考。
