0702物理学一级学科硕士研究生培养方案(2012)

物理学  硕士研究生培养 （2012级研究生开始使用） 一、专业学科、学制、学习方式 一级学科名称：  物理学      （代码：   0702        ） 二级学科名称：  理论物理      （代码： 070201      ） 二级学科名称：  凝聚态物理    （代码： 070205      ） 学制：三年                                                          学习方式：全日制 二、本学科情况介绍： 物理学是研究物质的结构、相互作用和运动规律以及它们的各种实际应用的科学。它是自然科学的基础，是近代科学技术的主要源泉。物理学是基础学科也是发展最快的学科之一，是与产业联系最密切的理学学科。 物理学科是广州大学最早建立重点学科之一，属广州市人才培养的重要基地，1996年获二级学科硕士授予权，已经培养了50多名硕士，许多人已成为重要学术和技术骨干。经过多年的努力，学科已经形成了若干个稳定的研究方向。理论物理专业的研究方向有：受限小量子系统、磁性与强关联多电子系统的理论研究。凝聚态物理专业的研究方向有：半导体纳米结构中的电子性质研究、信息光电子研究方向、信息功能材料与计算机辅助设计.学科的研究特色是与国际该领域的研究接轨，所有的成果都将在国内外权威刊物上发表，绝大部分论文被《SCI》所收录，有相当部分论文被国内外同行引用。近年来学科承担了国家自然科学基金10项，广东省自然科学基金重点项目1项，广东省自然科学基金和计划项目20多项。2000年3月以来获省部级奖励6项，其中教育部科学技术二等奖1项，广东省科学技术一等奖1项，三等奖3项，2005年以来本学科获得国家发明专利5项。本学科除取得一些科学成果外，还取得了一些社会效益。学科已经培养硕士研究生50多人，毕业生全部就业，且有多名毕业生在山西大学、安徽大学、中山大学、华南师范大学等211工程学校及新加坡科技学院从事教学科研工作。有些研究生的毕业论文发表在 “Phys. Rev. B”,“J. Appl. Phys.”,“J. Phys.: Condens. Matter”,“Eur. Phys. J” 等国际权威刊物上，毕业生中有多人分别考上北京大学、上海交大、中国科学院、南京大学、中山大学、北京理工大学和华中科技大学等学校博士研究生，8人被评为“南粤优秀研究生”。 三、培养目标 培养热爱社会主义，拥护中国共产党，遵纪守法，品行优良，作风朴实，学风严谨，富于创新精神，善于开拓进取，在物理领域掌握坚实的基础理论和系统的专门知识，能比较熟练地阅读本专业的外文资料，具备初步的外语写作和听说能力，具有较强的计算机应用能力和材料物理实验研究能力，了解本学科领域的前沿研究问题，且具有新的见解，具有从事物理科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力，积极为社会主义建设事业服务，身心健康的高级专门人才。 四、培养方式 本专业硕士学位获得者应： 1. 具有严谨的学风和良好的科学道德； 2. 能够通过所有规定课程的考试或考查，并修满规定的学分； 3．完成规定的社会实践学习工作； 4．发表一篇学术论文（或被接受发表）； 5．完成学位论文的写作，并按时参加论文的答辩。 具体参照《广州大学硕士研究生培养工作暂行规定》执行 五、专业内容介绍 序号 专业名称 研究内容和特色简介 其他要求 1 理论物理（受限小量子系统） 近年来，由于实验技术的迅猛发展，出现了一批各式各样的人造微系统，其尺度约在纳米至微米的范畴，可称之谓受限小量子系统，由于这些系统的性质可人为地加以控制，因而具有极大的应用价值。我们研究有两个重点，即受限小量子系统内的粒子关联和它们的光学性质，前者是理解这些系统的种种特征和深入认识其物理本质的基础，而后者直接关系到这些系统的应用。 众所周知，受限小量子系统是一个复杂系统，自由度较多。对这些系统一般采用采用动力学上作近似（如用平均场近似，或用各种模型理论），由此得到的解一般不能准确地描写粒子关联。所以必须使用完全的量子力学方法，才有可能从更基本的角度去理解发生在系统内的复杂物理现象。因此，在对受限小量子系统粒子关联的研究中，我们将力求求得比较严格的，在定性上准确的解，据此了解关联的细节。目前，国际采用这种方法的研究还相当少，我们这方面的研究将会是很有特色的。 研究特色：与国际该领域的研究接轨，所有的成果都将在国内外权威刊物上发表，全部论文被《SCI》所收录，有相当部分论文被国内外同行引用。   2 理论物理（磁性与强关联多电子系统的理论研究） 强关联多电子系统和纳米尺度受磁性系统是当今凝聚态领域最为突出的研究领域，这两者之间又有着非常紧密的联系。强关联和无序是理论物理中的两个重要问题，它们常常出现在同一个体系之中。强关联效应不仅与相互作用有关，而且也与空间维度和载流子浓度有关。 研究特色：低维磁性系统的量子理论研究、低维关联电子系统理论研究涉及到我们对强关联多电子系统和低维凝聚态系统的认识和了解，关注这些系统的种种特征和深入认识其物理本质的基础及其应用。在小量子系统中，由于强的量子涨落，即使是非常一般强度的相互作用，其关联效应就非常重要，通常基于弱相互作用的多体量子理论，必须要由全新的适用于磁性、强关联的多电子量子理论，以及新的数值模拟方法所代替。这些都是目前本方向研究的主要研究课题。   3 凝聚态物理（半导体纳米结构中的电子性质研究方向） 随着对半导体微结构（如量子阱、超晶格和量子点等）的研究深入，以及半导体超精细加工（如电子束光刻）技术的发展，人们已可制成一类新的半导体结构，即半导体纳米级结构。由于其尺度已小到可与电子的费米波长或散射长度相比较，这类结构中的电子只能处于量子化的态上并且出现许多新的物理现象，如电子弹道输运、量子干涉效应、电子的波导性、电子-电子相互作用等均可以在受控状态下进行研究。量子点中的电子只能占据分立的能态，其电子结构类似于一个单原子。通过对该结构的研究，人们可以从实验上验证量子物理的许多概念。人们通过控制门电压,可以使量子点内的电子数从1开始，逐个增加，从而形成少电子系统，它们将服从量子力学规律，有极强的量子效应，电子与电子之间有强烈的关联。这些出现在半导体纳米系统的电子-电子关联问题，是当前凝聚态物理中最具有挑战性的新课题，有重要的理论意义和应用前景。   4 凝聚态物理（信息光电子研究方向） 随着科学技术的不断发展，实验室中可实现一类丰富多彩的、从微米尺度到纳米尺度的受限小量子系统，例如：量子阱、量子线或量子点，准二维的超薄固体,C60分子、纳米碳管、光学微腔或光子晶体以及被囚禁的超冷原子系统等等；半导体器件的尺寸也越来越小，半导体材料也正经历着从三维体材料向二维超晶格、量子阱、一维量子线和零维量子点材料体系的深刻变革，伴随着系统由均匀到非均匀、由线性到非线性和由平衡态到非平衡态的发展。 研究特色：主要侧重小量子系统的极化子理论、激子理论、微观电子态以及光学非线性的研究，并与光电子物理及器件密切结合。经过十多年的努力，在纳米半导体结构中基本搞清了极化子效应、激子效应、表面效应以及隧道效应等对静电性质、光学非线性等的影响机理，发现了一些与体材料极不相同的非线性光学特性。有两项代表性成果分别获得2000年度和2005年度广东省科学技术奖三等奖。本方向近五年来，承担国家自然科学基金、广东省自然科学基金等十多项，发表论文六十多篇，其中被国内外同行在SCI源刊物上引用七十多次。   5 凝聚态物理（信息功能材料与计算机辅助设计） 信息功能材料与计算机辅助设计方向，主要进行信息功能材料及元器件的实验研究。通过制备功能材料的纳米粉体、薄膜及低维复合系统和ZnO（电）压敏、光敏、湿敏、气敏等器件，从事新型微电子和光电子材料领域的应用基础研究及新品开发。借助计算机辅助设计（涉及ANSYS有限元、神经网络和Labview虚拟仪器平台）、微机电系统（MEMS）技术（包括半导体光刻、刻蚀、薄膜制备以及检测设备）研究电子功能材料．其特点是采用纳米技术及微结构分析技术进行材料的研制和表征；利用复阻抗分析方法研究多晶材料晶界的电和介电性质；依据半导体物理表面物理理论和计算机技术探讨功能材料及器件的设计和优化。 本研究方向坚持理论研究与实验研究相结合，基础研究与应用开发相结合，其研究内容涉及凝聚态物理基础理论的研究、器件制备工艺装备及信号处理技术的创新，研究成果可直接服务于国民经济。我们目前在电压敏、气敏、湿敏陶瓷材料及器件等研究方面，正开始进行实用化。近年在纳米粉体、薄膜及低维复合系统等功能材料的制备工艺、性能检测等方面也进行了一系列工作，并开展微机电系统（MENS）技术在微型气体传感器阵列的实验制备及计算机有限元分析方面的研究。           六、课程设置与要求 研究生须修读32学分，其中学位课18学分，实践学习6学分，学位论文开题与中期1学分，学术活动1学分。16学时计1学分。 未获学士学位（学历）考取的研究生及跨学科考取的研究生，或在招生考试时被认为在基础理论或专业知识方面有缺陷、需要在入学后进行适当补课的研究生，应在导师的指导下补修本专业大学本科的主干课程（不少于二门），并通过相应的考核，方能申请参加论文答辩。补修课程填入研究生个人培养计划，登记成绩，不计学分。 具体参见广州大学全日制硕士专业学位研究生课程设置。 七、课程教学大纲 广州大学全日制硕士专业学位研究生课程教学大纲 八、实践学习规划 理论物理专业和凝聚态物理专业理论研究方向，主要参与物理本科《热力学统计物理》、《量子力学》、《数学物理方法》的教学实践工作。凝聚态物理专业的实验研究方向，结合导师承担的省、市科技计划项目，到企业或公司进行材料物理和电子开发的实践工作。 九、学位论文 参照《广州大学硕士研究生培养工作暂行规定》执行。 十、答辩与学位授予 参照《广州大学学位授予细则》执行。 十一、必读、选读书目及重要学术期刊 1、必读书目 徐在新《高等量子力学》，华东师范大学出版社 李正中《固体理论》第二版，科学出版社，2002年 北京大学物理系《量子统计物理学》编写组《量子统计物理学》，北京大学出版社 殷鹏程编《量子场论》 马中骐《物理学中的群论》，科学出版社，1999年 卫崇德、章立源、刘福绥编著《固体物理中的格林函数方法》，高等教育出版社，1992年 Quantum theory of finite systems Semiconductor Quantum Dots,Springer P. Fazekas，Electron correlation and Magnetism，World Scientific Press，1999 D.J. Amdit, Field Theory, the Renormalization Group, and Critical Phenomena, World Scientific, 1978 胡庚申《英语论文写作与发表》及《国际会议交流英语》，高等教育出版社，2000年 夏建百编著《现代半导体物理》，北京大学出版社 Field  Quantization, Greiner Reinhardt, Springer 《Nonliear Optics》，Alan C. Newell and J.V.Moloney，Addison-Wesley Publishing Company 张良莹、姚熹编著《电介质物理》，西安交通大学出版社，1991年 Jarzebski Z. M., Oxide Semiconductors. Oxford Pergamon Press,1973. 刘恩科《半导体物理学》，国防工业出版社，1999年 丘恩畴《半导体表面与界面物理》，华中理工大学出版社，1995年 吴兴惠等《现代材料计算与设计教程》，电子工业出版社， 2002年 Zhanglin Wang ,Handbook of Nanophase and Nanostructured Materials ,Tsing hua University Press 张立德《纳米材料和纳米结构》，科学出版社，1996年 King-Ning Tu等著，黄信凡等译《电子薄膜科学》，科学出版社，1997年 方荣川编著《固体光谱学》，中国科学技术大学出版社 2、选读书目 咯兴林《高等量子力学》，高等教育出版社 Field  Quantization, Greiner Reinhardt, Springer [美]L.E.雷克《统计物理现代教程》(上、)，北京大学出版社 徐婉棠、喀兴林《群论及其在固体物理中的应用》，高等教育出版社，1999年2、马中骐《群论习题精解》，科学出版社，2002年 蔡建华、龚昌德、姚希贤等著《量子统计的格林函数理论》，科学出版社 G. D. Mahan, Many-Particle Physics, Plenum Press, New York，1981 黄昆、谢希德编著《半导体物理学》，科学出版社 Callaway J., Quantum Theory of Solid State, New York: Academic Press, 1976 Quantum  Dots 戴道生、钱昆明著《铁磁学》（），科学出版社，1998年 冯端著《金属物理学》，科学出版社，2000年 丁大同著《固体理论讲义》，南开大学出版社，2001年 Callaway J., Quantum Theory of Solid State, New York: Academic Press, 1976 Quantum Field Theory in Condensed Matter Physics, Alexei M. Tsvelik [美]沈元壤《非线性光学》(上、下册)，科学出版社 李景德等《电介质理论》，科学出版社，2003年 孙目珍《电介质物理基础》，华南理工大学出版社，2000年 李标荣等《电子陶瓷物理》，华中理工大学出版社，1992年 莫以豪等《半导体陶瓷及敏感元件》，上海科学技术出版社，1983年 周东祥等《半导体陶瓷及应用》，华中理工大学出版社，1991年 Semiconductor Physics and Devices(Basic Principles),Donald A.Neamen Tsinghua University Press,2003 夏建白《现代半导体物理》，北京大学出版社，2001年 曹楚南等《电化学阻抗谱导论》，科学出版社， 2002年 杨乐平等《Labview程序设计与应用》，电子工业出版社 熊家炯主编《材料设计》，天津大学出版社，2001年 张志琨等《纳米技术和纳米材料》，国防工业出版社，2000年 杨邦朝、王文生《薄膜物理与技术》，电子科技大学出版社，1994年 王敬义《薄膜生长理论》，华中理工大学出版社，1993年 曲喜新等《电子薄膜材料》，科学出版社，1997年