凝聚态物理的研究分支有哪些

引言：凝聚态理论专业需要选修固体物理，初等量子力学，英语，政治，固体物理II，高等量子力学，量子统计物理，格林函数，固体理论，群论，还有一些其他自己选修的课。

固体物理是凝聚态物理学中最大的分支。它研究的对象是固体，特别是原子排列具有周期性结构的晶体。固体物理学的基本任务是从微观上解释固体材料的宏观物理性质，主要理论基础是非相对论性的量子力学，还会使用到电动力学、统计物理中的理论。主要方法是应用薛定谔方程来描述固体物质的电子态，并使用布洛赫波函数表达晶体周期性势场中的电子态

反映量子力学前沿研究的新进展，强调理论联系实际和科学思想方法。特别是通过一系列新实验和对6个佯谬的讨论，作者阐明了量子力学隐含的对称性，狭义相对论本质和波函数是虚拟测量概率幅等独创性见解。

在数学中，格林函数是一种用来解有初始条件或边界条件的非齐次微分方程的函数。在物理学的多体理论中，格林函数常常指各种关联函数，有时并不符合数学上的定义。从物理上看，一个数学物理方程是表示一种特定的"场"和产生这种场的"源"之间的关系。例如，热传导方程表示温度场和热源之间的关系，泊松方程表示静电场和电荷分布的关系，等等。这样，当源被分解成很多点源的叠加时，如果能设法知道点源产生的场，利用叠加原理，我们可以求出同样边界条件下任意源的场，这种求解数学物理方程的方法就叫格林函数法。而点源产生的场就叫作格林函数。

凝聚态物理是物理学的一个分支领域，主要探究物质在宏观尺度下的集体行为和性质。其主要研究对象是凝聚态物质，包括固体、液体和某些气体（如玻色-爱因斯坦凝聚体）。

凝聚态物理主要研究物质的电子、原子、离子等微观粒子在通过相互作用的支配下在宏观尺度上所表现出来的统计行为。该领域研究的内容包括晶体结构、物质的力学性能、热学性质、电磁性质等方面的问题。

凝聚态物理的研究有着广泛的应用，例如在材料科学中对新材料的研究、在电子工业中对半导体材料的应用、在先进的制造领域中对纳米技术的开发等。凝聚态物理还是理解许多基础科学原理的重要途径，例如能带理论、超导现象、分数量子霍尔效应等都是凝聚态物理领域开展的重要成果。

凝聚态物理学（condensed matter physics）是研究凝聚态物质的物理性质与微观结构以及它们之间的关系，即通过研究构成凝聚态物质的电子、离子、原子及分子的运动形态和规律，从而认识其物理性质的学科。

凝聚态物理领域分类：凝聚态作为物理这个一级学科下的一个二级学科，其分支有非常之多，恐怕一时半会是说不完的。但是从物理学的粗略分类上看，分为凝聚态理论和凝聚态实验两类。

凝聚态实验是很有意思的方向。如果说凝聚态理论是偏向于物理学原理和物理本质的话，凝聚态实验更加偏重于验证理论和衍生出应用。凝聚态实验的方向很多，对于非我自己的研究方向的方向我就不敢乱下结论了，现在就讲讲我自己做的方向。

引用我的导师对实验室方向的定义：对低维物理系统中新奇光电现象的探索，得以在物性研究上发现具有实际应用价值的新型功能材料和结构。

低维物理：指的是相对于日常的宏观物质而言的（比如我们日常见到的金刚石，石墨，或者一些半导体）。这些宏观物质都是三维的，也就是说，在三维空间中长宽高都是不可忽略的。

但是当某一个维度上的大小相对于其他方向可以忽略不计的时候，原本的三维材料就会成为降低一维，这就是所谓的二维（2D material）。如果再有一个维度上的大小几乎可以忽略，就成为了一维（1D material），这就是我们想要想要研究的低维物理。

在凝聚态物理学中，我们发现，对于很多三维物质（如普通的石墨），它们在低维下的物理性质和在三维下的物理性质几乎完全不同，这也是我们为什么要研究这些低维物理的原因。