凝聚态物理前沿

1、.凝聚态物理前沿高分子物理是以物质的宏观物理性为主要研究对象的学科。“冷凝状态”是指由大量粒子组成的系统，粒子之间有强大的相互作用。自然界中存在着各种凝聚物，它们深刻地影响着人们日常生活的方方面面。在最常见的三种物质形态气体、固体和液体中，后者属于冷凝状态。低温下的超流动状态、超导状态、超高温、玻色-爱因斯坦凝聚状态、磁介质的铁磁、反铁磁等也是凝聚态的。凝聚态物理学是当今物理学最大、最重要的领域之一。研究由大量微粒子(原子、分子、离子、电子)组成的凝聚体的微观结构、粒子间的相互作用、运动规律及其物质的特性和应用的科学。以固体物理学为主，进一步扩大研究对象，深化研究阶层形成的学科。其研究对象除了

2、晶体、非结晶、准晶等固体物质外，还包括高密度气体、液体、液体和液体与固体之间的各种冷凝物质，范围很广。它的研究水平，从宏观概念到微观，从更微观的层面统一理解各种凝聚物质物理现象；物质维度，从三维到低维和分数维；结构从周期到非周期和准周期，完全到不完全，几乎完全。外界环境在常规条件下形成了极端条件及各种极端条件交叉等比固体物理学更深更普遍的理论体系。经过半个世纪的发展，凝聚物物理学已经成为物理学中最重要、最丰富、最活跃的分支学科，半导体、磁学、超导体等多个领域的主要成果已经在当代高科技领域发挥了重要作用，为新材料、新芯片、新技术的发展提供了科学基础。前沿研究热点不断涌现，新兴交叉点学科不断涌现，

3、是凝聚物质物理学领域的重要特征。与生产实践密切联系是另一个重要特征。很多研究课题往往兼具基础研究和开发应用研究的性质，因此研究成果将迅速转化为生产力。这个学期，我有幸选拔了集体状态物理前沿课程，听取了几位教授的研究方向报告，看到了巨大的利益。对凝聚态物理学的知识体系和研究方向有了更深的理解。为此，我在期末把几位老师的报告内容总结成了课程报告。一些老师的研究方向是声学人工结构和人工周期结构的Dirac和valley相关特性。一些报告内容属于声学台方向，可以一起概括。光和协调是人类认识世界和实现交流与人类生活最密切关系的两种波。通过理解和利用光和协调，扩大认识自然的人的能力和生活质量，贯穿整个人类

4、的发展史。1987年，以光子晶体的概念为目标，首次展示了将光波调制为人工结构，使其对光更有效的操作的想法。声子晶体的概念也是1993年人工结构，主要由布拉格散射机制进行波调制，因此与操作波长相似的结构声子晶体的复杂性很快扩大。光子晶体或声子晶体属于波长尺度类别，而另一类人工机构超结构材料属于“子波长”尺度类别。也就是说，超结构材料的结构尺度远低于其工作波长。由于这些特性，在超结构材料中传播的波无法区分其结构，因此超结构材料可以视为均匀有效的介质，并可以用有效的参数进行说明。使用“亚波长”结构调节波的思想主要在2000年左右形成。早期超结构材料，无论是光学还是声学，大部分都是具有共振装置的人工结

5、构，因此材料参数可以是负数。随着研究的进行，没有谐振装置的超结构材料也值得关注。这种材料研究的主要目标是利用结构设计获得适当的材料参数，具有宽带、低产等优点，更适合隐身等问题。值得注意的是，对超结构材料这个术语含义的理解并不完全同意。除了上述意义外，有时还有更广的意义，包括像金属表面一样的电离微/纳米结构，有时甚至光子晶体和和声子晶体，但结构尺度是子波长，也可以用作有效的材料说明，也是目前大多数人接受的超结构材料的定义。质量密度是材料的重要声学参数，利用结构单元的谐振子模型，可以分析得出该材料的有效质量密度公式、结果显示和图表。在400HZ和1400HZ两个频率附近，可以看到此材料的有效质量密

6、度公式。结果如下：可以看到上述局部共振结构产生了负有效质量密度的物理图像。谐振腔偶极共振发生在入射波频率增加到结构单元的谐振频率时，在刚超过谐振频率时，结构单元中光子的运动与基板运动相反。也就是说，快照的加速度方向与结构单位的力方向相反。可以看到，快照推杆的加速度方向与结构单元的力方向相反，而快照推杆的质量作为结构单元质量的主体，结构单元整体产生负质量响应。在这里，负质量响应是共振结构动力学运动的表现，在静态情况下，质量不能为负。正面采用弹簧和质量偶极共振结构，实现负有效质量密度。设计具有点击共振的结构，实现了负有效本体系数。考虑到气泡在水中有很强的点击共振。将偶极共振和点击谐振两个结构单元合

7、并到同一结构中，实现了有效质量密度和有效质量密度以及有效体积系数均为负的超结构材料。为了匹配两种共振的频率，首先重新设计了橡胶包裹的金工在环氧树脂基体中生成面心立方体排列的负有效质量密度的结构。利用双负声超结构材料的负折射效应，将声超结构材料制成板状透镜，实现亚波长成像。自然材料的声学参数全部为正数，如果使用所有独立的声学参数为坐标设置多维空间，则自然材料只能位于此空间的1象限。人工设计允许声学超结构材料的有效声学参数为单负、双负和完全负，使材料参数复盖参数空间的所有象限。此外，自然材料的特性相对固定，在参数空间中通常作为离散分布，而设计可能性确保声学超结构材料的声学参数在参数空间中发生相对平

8、滑的变化。声学超结构材料大大突破了自然物质的限制，可以为声波提供前所未有的限制，可以对声波(如电子和光学超结构材料)进行更灵活、更自由的操作，完美的“隐身”和“成像”可能是声学超结构材料最有价值的应用前景之一。此外，在声学超结构中，声波的新颖传播方式有可能提供新的声学装置的设计和应用。报告内容还具有人工周期结构的Dirac和山谷相关属性。老师指出，石墨烯属于二维六角形晶格旋转散射单体，引发了一系列晶体对称。老师还介绍了晶体内部结构的一系列现象。(1)K点为C3v对称时，始终存在Dirac锥；(2)如果K点是C3对称的，则六边形有Dirac圆锥，没有三角形。分析了双轴向退的存在，并进行了证明简附

9、近存在线性色散的现象解释。双重简包括散发性简和确定性简。在这里，确定性简单是在给定对称性的情况下，简的存在是否对其他参数(如填充率)敏感。然后，您可以执行对称分析。如果k点是C3v点群组对称的，则2D不可还原表示对特定转角下的系统提供确定性的双轴向和。当k点是C3点群组镜射时，三个1D表现法(其中两个是复合表现法)似乎与任何角点的六角系统中永远存在的双重简化相矛盾。老师也介绍了贝瑞的地位。在狄拉克锥状态逆空间中，在dirac点附近的绝热演化后，选择贝里相位：逆空间的积分路径作为dirac点附近的任意小圆周。对于具有C3v的k点，对应于上下频带的唯一矢量。所以我们可以得到上述问题的答案：(1)D

10、irac圆锥除了具有C3v对称的k点之外，还存在于布里渊区域的其他点上。(2) 点中不能存在Dirac锥。(3)上述结论既适用于标量波系统，也适用于矢量波系统(本文以弹性波系统为例进行论证)。(4)这里提到的所有Dirac都有的浆果相位；接着，教师依次介绍了声子晶体的谷涡状态、镜对称破坏、谷态的刺激、与Hall效应相似的谷分裂现象、力矩效应等。根据上述知识，可以得出以下一系列结论：(1)声子晶体的谷状态，声谷状态的涡状特性；(2)不同谷极化状态的选择性激发，声谷状态的激发选择规则；(3)声谷状态的光束分割现象；(4)谷涡声场具有约束和旋转小粒子的能力。最后介绍了声子晶体的拓扑谷输运。根据前人的

11、理论，对分层进行了优化，建立了连续性模型。缩写的子空间：扰乱汉密尔顿的数量使用对称分析简化：根据上述理论，最终得出了以下结论。(1)打破镜子的对称性，实现其他声音联想(2)不同节相的声子晶体之间存在山谷边缘状态。(3)山谷边缘状态可由外部入射到这里。(4)河谷边缘状态具有低反射输运特性(5)系统地研究了二维人工周期结构中Dirac圆锥的存在(6)考察了声子晶体的谷涡状态及其激发和转矩效应(7)声(光)谷的边缘状态在不同节相的决定界面上观察到。(摩尔时代后的信息设备技术主要解释了计算机集成芯片的发展。大于现代集成芯片88%的设备由FET组成。CMOS :是微电子主流技术。经典场效应晶体管工作原理

12、：1:块，体效应；2:扩散；3:量子效应，乐队。实际上，IC中可以容纳的晶体管数量每18个月增加一倍左右，性能也增加一倍。硅基技术开发的最终目的：以单位成本执行的计算任务增加。单个晶体管的成本原来减少了1亿分之一。长期开发会产生以下几个问题：(1)规模缩小到纳米尺度，开发模式需要变化。(2)加工设备特别是门槛太高。(3)过度消耗电力导致过热，限制强度。2008路线图委员会认识到快速开发一两种最有希望的新信息处理设备是当务之急，新兴的研究设备(ERD)和新兴的研究数据(ERM)两个工作组应制定详细的路线图，并推荐一两种最有希望加快产业发展的新兴研究设备技术。2008 ERD/ERM工作组详细审查

13、了所有可能的技术，然后向IRC推荐了唯一的选择基于碳的纳米电子。2009年，路线图委员会(IRC)帮助erm工作组选择了基于碳的纳米电子学，这是为了加快半导体电子产业的发展，需要集中精力和投资的技术。相关技术已经开发了中电集团55-3英寸高速晶体管，取得了良好的效果。论文发表在IEEE EDL 36，1284，(2015)上，作为季度Popular论文之一。物理学是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学。不仅是力、声音、热、光、电、磁等现象，也是物质的微妙结构，其存在的各种状态，小原子及其小的基本粒子，大宇宙和天体宇宙是其研究对象。一般来说，物理学分为力学、声学、光学、电磁学、无线电波

14、电子、分子物理学、原子物理学、核物理、基本粒子和宇宙学等分领域。物理学被公认为开发最成熟、高度量化的精密科学的实验基础的自然科学，也是具有方法论性质的最重要的基础科学。有些理论在应用中还没有用处，但我们相信将来有一天一定会对人类做出贡献。法拉第发现电磁感应定律时，有人问你这个定律有什么用，他回答说：如果是婴儿，你能预料到他以后会有多么了不起的经历吗？可以说，物理学的发展促进了各个领域的科学技术发展。人类的生产和生活发生了巨大的变化。物理学的发展引发了一次又一次的工业革命，促进了社会和人类文明的发展。可以说，社会的所有大发展都与物理学的发展密切相关。现在对人类物理现象的探索已经展开到一条更广阔更深入的战线上。核物理学和基本粒子物理学、凝聚态物理学和统一场论都是现代物理学中最活跃的分科。宇宙的起源和微观弦