凝聚态物理导论  021M1011H

学期:2017—2018学年(春)第二学期 | 课程属性:一级学科核心课 | 任课教师:苏刚,朱振刚
授课时间: 星期四, 第1、2节
授课地点: 教1-207
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16
授课时间: 星期二, 第1、2节
授课地点: 教1-207
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16
授课时间: 星期二, 第1、2节
授课地点: 教1-207
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16
授课时间: 星期四, 第1、2节
授课地点: 教1-207
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16
课程编号: 021M1011H 课时: 50 学分: 3.0
课程属性: 一级学科核心课 主讲教师:苏刚,朱振刚
英文名称: Introduction to Condensed Matter Physics

教学目的、要求

本课程为凝聚态物理二级学科研究生的专业核心课。在同学们掌握高等量子力学和固体物理的基础上,主要讲授凝聚态物理学的基本概念和基本理论,重点讲授现代凝聚态物理学的基本原理和处理多体问题的基本方法,其中选择性地讲授本学科最近的前沿进展,为学生进入凝聚态物理前沿研究领域提供扎实的物理基础。

预修课程

高等量子力学、固体物理、热力学统计物理

教 材

主要内容

第一章 导论 (3学时)
     1. 物理学中的尺度
2. 自然界中的基本相互作用
3. 层展现象
4. 课程总体安排

第二章 凝聚态物理学基本内容(2学时)
     1. 固体物理学的基本内容
     2. 凝聚态物理学发展历史
3. 凝聚态物理学的内涵及基本内容
    
第三章 结构有序与对称性破缺(7学时)
         1. 凝聚物质中的各种有序性
         2. 公度结构与非公度结构,准晶,液晶,其它新型结构
         3. 对称性破缺
         4. 绝热近似

第四章 电子结构及能带计算(8学时)
1.  Bloch定理
2. 平面波展开
3. 能带的一般特性
4. 能带的几种计算方法
5. Hartree-Fock近似
6. 密度泛函理论
7. 时间反演对称性

第五章 凝聚物质中的元激发(5学时)
1. 元激发
2. 声子
3. 准电子与等离激元
4. 激子
5. 极化子

第六章 输运理论基础 (5学时)
1. Boltzmann输运方程
2. 杂质散射与电导率
3. 热导率与Wiedenman-Franz定理
4. 热电输运

第七章 物质的磁性 (8学时)
1. 原子的磁性
2. 固体的磁性
3. 顺磁性理论
4. 铁磁性理论
5. 反铁磁性和亚铁磁性
6. 低维量子磁性

第八章 物质的超导电性 (8学时)
1. 超导体的电磁学和热力学性质
2. London唯象理论
3. Ginzburg-Landau方程
4. 超导态的微观理论
5. 第二类超导体
6. Josephson隧道效应
7. 新型超导体

   第九章 凝聚态物理若干前沿专题 (4学时)
         1. 量子霍尔效应
         2. 巨磁电阻效应及自旋电子学
         3. 拓扑绝缘体
         4. 其它进展
教学手段与方法:课堂讲授。
考核方式:闭卷笔试+课外作业。

参考文献

1.  J. Callaway, Quantum Theory of the Solid State, 2nd edition, Academic Press, 1991. 
2.  P.W. Anderson, Basic Notions of Condensed Matter Physics, Benjamin, Cummings, 1984.
3. 黄昆,韩汝琦,《固体物理学》, 高等教育出版社, 北京, 1988。
4. 冯端,金国钧,《凝聚态物理学》, 高等教育出版社, 北京, 2004。
5.M. P. Marder, Condensed Matter Physics, John Wiley, New York,  2000.