下载文档原格式
凝聚态物理学的最新进展与研究现状一、引言凝聚态物理学涉及到固体和液体物质的物理性质和现象，是目前物理学中研究范围较广、发展较快的分支之一。
其研究范围广泛，包括传统的固体物理学、纳米科技、超导体等领域。
本文将介绍凝聚态物理学的最新进展与研究现状，以期对读者了解凝聚态物理学的发展趋势和未来研究方向有所帮助。
二、最新进展1、超导体超导体是凝聚态物理学的重要研究方向之一。
近年来，研究人员不断探索新的超导体材料，并且寻找一些新颖的超导体现象。
例如，最近一项研究发现，在某些过渡金属二硫属化物中可以发现“时间结晶”现象，这是一种类似于晶体的物质状态，但它并不是在空间中重复出现，而是在“时间”中重复出现。
这种现象可以为超导体的开发提供新思路。
另外，还有一些新型超导体材料在近年来的研究中得到了广泛的关注。
例如，石墨烯、铁基超导体等均是近年来研究热点。
2、低维物理学低维物理学是凝聚态物理学的另一研究方向。
这一领域的研究对象是材料的一些低维结构，比如二维和一维的结构。
近年来，研究人员在低维物理学领域取得了许多重要的进展。
其中最值得关注的是有关石墨烯和碳纳米管的研究。
石墨烯是一种由碳原子构成的二维结构，其独特的物理性质使其具有广泛的应用前景。
碳纳米管是一种由碳原子构成的一维结构，因其具有高强度、高导电性等特点，也被广泛研究和应用。
近年来，石墨烯和碳纳米管的制备和性质研究取得了很大的进展。
3、量子物理学量子物理学一直是凝聚态物理学的重要研究方向之一。
在量子物理学领域的研究中，研究人员一直在努力探索量子状态和量子效应。
近年来，基于量子态的计算机和通信技术也成为了热门话题。
一个广为人知的例子是量子比特(Qubit)技术在信息存储和传输中的应用。
量子比特是可以同时处于两个状态的量子系统，其具有优异的信息处理能力，在密钥分发、通信、密码学和计算等领域具有广泛的应用前景。
除此之外，研究人员还在努力开发新型量子计算机技术，以期在未来实现更高效率的计算处理。
物理学中的凝聚态物理学研究进展随着科技的不断发展，物理学从以前的纯理论研究，逐渐转向实验与应用。
近年来，凝聚态物理学作为物理学的重要分支之一，受到了越来越多的关注。
凝聚态物理学是研究物质的集体行为以及带电和无电的粒子在物质中运动规律的科学，其研究内容涉及到了自然界中所有物质的结构、性质、状态和相互作用等方面。
下面就具体谈一下物理学中凝聚态物理学的研究进展。
一、超导材料超导是凝聚态物理学研究的重要内容之一。
超导现象的出现，代表着电子输运过程中耗散的完全消失。
近年来，一些新的超导材料被发现，如高温超导体、铜酸盐、钙铜氧等，使得超导理论面临着新的挑战。
其中，高温超导材料被广泛研究。
超导研究致力于找到高温超导机理，建立一个成功的理论模型，以便开发新的高效超导材料，并提供更好的超导性能。
通过对高温超导机理的研究，也有助于深入了解物质的结构和性质。
二、晶体、材料物理学晶体学是凝聚态物理学中的重要分支之一，一直是物理学研究的重要内容。
晶体学研究物质的晶体结构、晶体生长、晶体缺陷、晶体表面性质等，这对于深入研究物质内在微观结构和物理性质具有重要意义。
例如，通过对晶体的研究，可以得出材料的热膨胀系数、热导率、电导率等物理参数，这些物理参数对于材料制备和应用非常重要。
三、低维材料低维材料是凝聚态物理学研究的热点之一。
这种材料的厚度通常小于纳米级别，广泛应用于催化、电子器件和新型能源等领域。
低维材料的独特性质往往与其微观结构密切相关，例如一维、二维的低维材料在电子传输方面具有一些卓越的性能，其具体机制还需要进一步探索。
四、拓扑物理学拓扑物理学是凝聚态物理学里的比较新兴的领域，在近年来已经成为研究的重点。
拓扑物理学是一门研究空间拓扑性质形成基础的物理学，涉及量子信息、等离子体物理等多个领域，近年来快速发展。
在拓扑物理学中，研究者探讨材料的拓扑性质与物质的微观结构之间的关系，揭示材料微观结构对物质性质的影响。
五、量子研究量子物理学研究物质的微观结构和量子力学原理，旨在帮助科学家更好地理解物质的特性，以及利用这些特性开发新材料和技术。
物理学中的凝聚态物理实验研究物理学是自然科学中的一门重要学科，它涉及到基本粒子、宇宙和物质等方面的研究。
其中，凝聚态物理学是物理学中的一个重要分支，它研究固体、液体和气体等物质的基本性质和行为。
作为一门实验对理论发展非常重要的科学，凝聚态物理学的实验研究一直都是物理学家们关注的焦点。
凝聚态物理的基本概念凝聚态物理学是研究凝聚态物质的物理学，凝聚态物质包括固体、液体和气体。
而凝聚态物理的研究范围主要集中在凝聚态物质的微观结构、电磁性质、热力学性质和动力学性质等方面。
因此，凝聚态物理学的主要任务是寻找物质的统一理论，揭示物质的性质和规律。
为了深入了解凝聚态物理学，我们需要先了解两个基本概念：凝聚态和量子力学。
凝聚态是指固体、液态和气态等物质形态的总和。
量子力学是一种描述微观世界中物质行为的理论，它通过数学方法来表述微观世界的规律和性质。
凝聚态物理学的研究就是在量子力学的基础上，通过实验和理论的相互印证来揭示凝聚态物质的性质和规律。
凝聚态物理的实验研究凝聚态物理学是一门实证科学，实验是凝聚态物理学发展的重要手段。
实验是通过实际的实验操作来验证理论预言。
凝聚态物理中的实验研究有很多，下面我们简单介绍一下常见的实验研究方法。
1.传统的精密测量技术传统的精密测量技术是凝聚态物理实验研究中最主要的研究方法之一。
利用传统的精密测量技术，物理学家们可以对物质的微观结构、物理特性和相互作用进行深入研究。
例如，经典的X衍射实验是一种常用的手段，它通过照射样品并观察其散射光来研究样品的内部结构和晶体性质。
如今，基于同样的原理，已经发展出了许多新技术，如中子衍射、光子衍射、中子反射、电子衍射等。
2.低温实验低温实验是凝聚态物理学中独有的研究方法之一，它通过将样品降温到近绝对零度（-273°C）的温度来观察物质在超低温下的行为和特性。
在低温实验中，实验室中的低温环境可以达到几个毫开尔文，物理学家们通过强制冷却手段如液氮或液氦冷却样品。
材料凝聚态物理学的研究及应用材料凝聚态物理学是物理学的一个分支，涉及有关固体物质的性质以及其晶体结构和物理特性的研究。
材料凝聚态物理学是实践性很强的学科，因为它的研究与许多实际应用相关，如电子学、光学、磁学、输运和能源等领域。
本文将详细讨论材料凝聚态物理学的发展和其重要应用。
发展历程材料凝聚态物理学是20世纪初期新的学科，始于固体物理学的发展。
20世纪50年代，晶体学、磁学和传导性质以及超导的研究成为了重要的课题。
在20世纪70年代，材料凝聚态物理学领域涉及的课题趋向于将理论物理学与实验物理学的研究结合起来。
材料凝聚态物理学的研究方法已经发展到了一种科学预测和研究的水平，所以学者在理论与实践结合的基础上，取得了很多突破性成果。
研究课题材料凝聚态物理学涉及如下课题：1. 材料结构的研究研究材料的物理和化学性质，从而获得材料的结构信息，为研究和开发新型的材料提供了科学依据。
2. 能带和电子相关性质的研究材料的电子结构和能带结构是材料凝聚态物理学的重要研究方向。
研究材料的导电性，从而进一步研究其电流输送和材料的光学特性等。
3. 物理状况和时间尺度的研究掌握物理状况尺寸和时间尺度对于研究拓扑相变和凝聚态物质的性质来说至关重要。
4. 电子、磁和光学性质的研究材料的电子性质、磁性和光学性质是其中的重要研究课题，研究这些性质有助于我们更好地理解材料的性质和应用。
5. 纳米材料的研究由于纳米材料表面积很大，相互作用强，这些材料有许多奇异的物理和化学性质。
研究纳米材料是当前材料凝聚态物理学中的热门研究课题。
应用领域材料凝聚态物理学的应用领域包括：1. 新型能源材料凝聚态物理学的研究为太阳能、核能和其他新型能源的开发和利用提供了基础。
2. 信息学技术凝聚态物理学还为新技术，如纳米电子学、光电子学等领域的研究提供了基础。
3. 生物医学生物医学领域应用凝聚态物理学的方法可以研究到分子、生物分子和组织等方面，为生物医学技术的研究提供了基础。
凝聚态物理学的研究现状与发展趋势凝聚态物理学是物理学中最重要、最活跃的领域之一。
它主要研究固体、液体、气体等物质的基本物理性质。
凝聚态物理学已经取得了许多令人惊讶的成就，如超导、磁性、光学、控制量子力学等。
在本文中，我们将对凝聚态物理学的研究现状和发展趋势进行探讨。
一、凝聚态物理学的研究现状凝聚态物理学的研究涉及到物质的性质和结构。
凝聚态物理学家关注的问题包括物质的电学、热学、磁学等各方面的性质，以及这些性质的基本理论。
目前，凝聚态物理学的研究内容主要包括以下几个方面：1. 量子物质的研究：量子物质可以通过加强人造温度等方式得到，主要研究单个电子的行为、自旋等。
在这种条件下，物质表现出不同的性质，这是因为原子的运动是量子物质构成的，所以量子物质具有原子物质所没有的独特性质。
2. 超导和超流体的研究：超导和超流体在科学界和工业界得到了广泛应用，例如磁共振成像和电路理论。
超导物质可以在很低的温度下传导电能，而超流体具有非常低的粘性并且可以完全流动。
3. 低维系统的研究：低维系统可能是凝聚态物理学中最重要的一个领域。
这个领域涉及到体系的几何形态和波动的性质，例如单层石墨烯的电子结构和表面的重构，和单层半导体纳米线的生长和结构变化等。
4. 量子材料和拓扑物相的研究：量子材料是一种新的物质状态，它的性质可以在原子、电子和样品层面上被预测和控制。
拓扑物相是指材料中存在的一些奇特的电子结构，这种结构可以被应用于电子计算和量子通信等领域。
二、凝聚态物理学的发展趋势凝聚态物理学的研究已经不断取得了新的突破。
未来，凝聚态物理学的发展趋势将会继续如下：1. 多物理量的精细调控和研究：多物理量的调控和研究是凝聚态物理学领域中未来的新方向。
多物理量材料的研究将需要研究复杂的集体行为。
2. 量子材料和拓扑物相的研究：量子材料和拓扑物相的研究将是未来凝聚态物理学的主要研究方向之一。
这些材料可能会带来者超过当前凝聚态物理学应用的新功能。
凝聚态物理学的研究与进展凝聚态物理学是研究物质宏观状态的物理学科，主要研究固体、液体和气体等凝聚态物质的性质及其相互作用。
这一领域的研究对于材料科学、能源技术、半导体技术等产业有着重要的意义。
本文旨在介绍凝聚态物理学的研究内容与进展。
一、凝聚态物理学的研究内容凝聚态物理学的研究内容非常广泛，主要包括以下方面：1. 凝聚态物质的结构和物理性质研究物质的微观结构对于理解材料的性质十分重要。
凝聚态物理学家通过实验和理论计算，研究物质的微观结构与其宏观性质的关系，包括热力学性质、电学性质、磁学性质、光学性质等。
2. 凝聚态物质的相变凝聚态物质的相变是指物质由一种相转变为另一种相（如固态、液态、气态等）的过程。
相变不仅是物理学研究的重要课题，对于科学与工程技术的应用也具有极高的价值。
例如，相变储能技术、相变材料的应用等。
3. 凝聚态物质中电子与强子的相互作用凝聚态物质中电子与强子（如质子、中子等）之间的相互作用对固体材料的性质具有重要影响。
如超导材料、磁性材料等的应用。
4. 凝聚态物质中的新现象与新物理凝聚态物理学是物理学中最富有生气和活力的学科之一。
新出现和发展的一些新物理现象，如高温超导、磁性固态材料、凝胶形成，很多还不为人们所完全把握和所理解，但科学家们通过实验与理论的研究，越来越深入地挖掘和发现它们的新性质和特点。
二、凝聚态物理学的研究进展凝聚态物理学自问世以来，一直是物理学研究的重要领域之一。
其研究对于现代科技的发展有着重要的贡献。
近年来，凝聚态物理学的研究不断取得新的成果和进展：1. 量子物理学的兴起量子物理学是凝聚态物理学中最快发展的分支之一。
通过对凝聚态物质的量子性质进行实验和理论计算，物理学家们揭示了许多经典物理理论无法解释的新现象，例如量子液体、量子震荡等。
2. 对凝聚态物质的原子级理解通过加速器与显微术等技术的不断发展，科学家们逐渐能够对凝聚态物质的原子级结构进行观测与实测，为研究凝聚态物质的微观原理提供了有力支持。
物理学中的凝聚态物理学和新材料物理学的发展物理学是一门研究自然界本质规律的学科，研究的对象包括物质、能量、光、电磁等现象。
从牛顿力学、热力学到相对论、量子力学，物理学的发展历经了漫长的道路。
而在物理学中，凝聚态物理学和新材料物理学是两个颇受关注的分支。
本文将探讨这两个分支的发展。
一、凝聚态物理学凝聚态物理学是物理学的一个重要分支，研究物质的凝聚态性质和现象，如固体、液体和气体等。
它深入研究物质的结构、相变规律和性质，探索物质的基本结构和性质，为新材料的研发提供了深刻的理论基础。
凝聚态物理学的发展源远流长。
在19世纪初期，人们开始对固体的研究。
热力学和统计物理学成为凝聚态物理学的基石。
热力学考虑物体内能量的转移，而统计物理学研究物质的微观性质。
随着科学技术的不断发展，人们的研究范围也不断扩大。
20世纪初期，物理学家开始研究超导现象，即一些物体在超低温下可以无阻抗地传导电流。
这一领域的研究成果开创了现代凝聚态物理学的大门，人们在超导性、量子化现象和低维体系的研究方面取得了突破性进展。
凝聚态物理学在现代科学技术领域中扮演着重要角色。
通过对材料的研究，人们可以创造出更多的、更优质的新材料。
凝聚态物理学的发展也为材料科学发展提供了新的合适方法，如超导磁悬浮技术、超弹性材料、功能材料等。
可见，凝聚态物理学的研究为人类的科学技术革新和发展注入了新的活力。
二、新材料物理学新材料物理学是指通过对材料结构、性质和组成的研究来开发新型材料和改进已有材料的理论研究和实验工作。
它在现代工业、生命科学、纳米科技等领域有广泛的应用前景。
新材料物理学的研究内容涵盖了材料的物理性质、化学反应、制备技术、材料结构等方面。
通过对这些方面的研究，可以在材料的性能（如硬度、导电性、透明度）和用途上进行不同程度的改进。
同时，新材料物理学的理论研究和实验工作也在创造全新的材料种类和性质。
自从新材料物理学的概念提出后，先后出现了许多新型材料，例如用于芯片的硅和锗等半导体材料、高温超导体材料、玻璃纤维、环氧树脂和工程塑料等。
凝聚态物理学与凝聚物性质分析凝聚态物理学是一个研究物质在常态下的集体行为和性质的学科。
它揭示了物质在凝聚态中所呈现的各种现象和规律，并通过对凝聚物的性质进行分析，深入理解物质的本质。
本文将从凝聚态物理学的背景、研究方法和应用以及凝聚物性质分析的重要性等方面进行讨论。
一、凝聚态物理学的背景凝聚态物理学是物理学的重要分支之一，它涉及到固体、液体和气体等物质的集体行为和性质。
早在19世纪初，人们对于物质的集体行为和性质产生了浓厚的兴趣，并提出了各种理论模型来解释这些现象。
随着科学技术的发展，凝聚态物理学得到了进一步的发展，形成了一系列重要的理论和方法。
二、凝聚态物理学的研究方法凝聚态物理学的研究方法包括实验研究和理论研究两个方面。
1.实验研究实验研究是凝聚态物理学的基础和核心，通过对材料的制备和检测，以及对样品的更改和控制，可以获得不同凝聚物的特性和性质。
实验研究可以通过各种技术手段来实现，如X射线衍射、扫描电子显微镜等。
这些技术手段可以提供物质的结构、形态和性质等信息，为理论研究提供了重要的实验依据。
2.理论研究理论研究是凝聚态物理学的重要组成部分，通过数学方法和计算模型来解释和预测凝聚物的性质。
理论研究可以从宏观和微观两个层面上进行，分别研究凝聚物的宏观性质和微观结构。
理论研究可以提供对凝聚物性质的定量分析和预测，为实验研究提供重要的理论指导。
三、凝聚态物理学的应用凝聚态物理学在各个领域都有广泛的应用。
1.材料科学凝聚态物理学在材料科学中具有重要的应用价值。
它可以帮助研究人员理解材料的结构和性质，为新材料的设计和制备提供理论依据。
凝聚态物理学还可以揭示材料的相变行为和物理机制，为改进材料的性能提供指导。
2.能源研究凝聚态物理学在能源研究中也发挥着重要作用。
它可以帮助研究人员研究和改进能源转换和存储材料，如太阳能电池、锂离子电池等。
凝聚态物理学可以帮助优化能源设备的结构和性能，提高能源的利用效率。
3.生物科学凝聚态物理学在生物科学中也有广泛的应用。
凝聚态物理学领域的前沿技术与理论研究凝聚态物理学是物理学中的一项重要领域，主要关注各种凝聚态材料的电性、磁性、光学等性质及其现象。
在凝聚态物理学领域，研究者们一直在不断探索和发现新的物理现象，同时也在不断推进着相关技术和理论的进步。
一、凝聚态物理学研究的重要性凝聚态物理学的研究具有重要的理论意义和实践应用价值。
理论上，凝聚态物理学涉及到全球重大科学难题，如高温超导、拓扑绝缘体、量子反常霍尔效应等；而在实践上，则与新材料、电子器件、能源等领域有着密不可分的关系。
因此，凝聚态物理学在科学研究和技术发展中具有重要的地位。
二、凝聚态物理学中的前沿技术凝聚态物理学领域中的前沿技术主要包括材料制备、测量技术及计算模拟等方面。
二1.材料制备材料制备是凝聚态物理学研究的基础。
新材料的开发和制备有助于探索和研究物质的新性质和现象，促进相关领域的发展。
目前，材料制备方面的最新技术包括分子束外延技术、层状材料的制备、低维材料的制备等。
这些技术的应用，为凝聚态物理学领域研究提供了更加广阔的空间。
二2.测量技术凝聚态物理学中的测量技术具有非常高的挑战性。
测量结果的准确性和精度直接影响到研究者对于凝聚态物理学中关键问题的认识。
因此，研究者们需要用到一系列先进的测量技术来精确地测量材料的物理性质。
例如，扫描隧道显微镜是一个常用的测量技术，它可以对凝聚态样品进行原子分辨率的成像与表征；除此之外，X射线衍射、中子衍射、质谱技术等也是凝聚态物理学中常用的测量技术。
二3.计算模拟计算模拟是凝聚态物理学领域中的一种先进的理论研究方法。
通过对凝聚态物质的构成与运动等进行数学建模和计算模拟分析，可以研究其不同性质和现象。
计算模拟在凝聚态物理学领域中的应用非常广泛，在材料物理、表面物理、非平衡动力学等领域都有着积极应用。
三、凝聚态物理学中的前沿理论凝聚态物理学中的前沿理论主要包括量子场论、相变、拓扑相变、块自旋模型和强相关电子系统等方面。
三1.量子场论量子场论是凝聚态物理学中的一种数学工具，通过量子场理论描述凝聚态物质的动力学演化，深入研究凝聚态材料的电子和磁性质。
物理学中的凝聚态物理学研究凝聚态物理学是研究物质在固态和液态之间的过渡态的学科，它关注的是原子、分子和固体的宏观性质以及它们之间的相互作用。
在过去的几十年中，凝聚态物理学得到了迅速发展，为我们理解材料的特性和开发新的技术应用提供了重要的基础。
1. 量子力学与凝聚态物理学的关系量子力学是凝聚态物理学的理论基础，它描述了微观粒子在凝聚态物质中的行为。
通过量子力学的框架，我们可以理解凝聚态物质的量子效应，如电子的波粒二象性和量子隧道效应。
量子力学的发展为凝聚态物理学提供了强大的数学工具和理论依据，推动了凝聚态物理学的研究进展。
2. 物质的晶体结构与凝聚态物理学凝聚态物质中的原子和分子排列成有序的晶体结构，晶体的结构对其物理性质起着重要的影响。
晶体的周期性结构使得一些物理现象（如电导、磁性）在晶体中表现出特殊的行为，这些行为在非晶体或液体中很难观察到。
因此，研究晶体结构是凝聚态物理学中的重要课题之一。
3. 电子与凝聚态物理学在凝聚态物理学中，电子是一个重要的研究对象。
电子在固体中的行为直接影响着材料的电学和磁学性质。
例如，固体中的电子能带结构决定了材料的导电性质，而电子在磁场中的行为则导致了材料的磁性行为。
研究电子与凝聚态物理学的相互作用有助于我们理解材料的性质，并能够为新材料的设计和应用提供指导。
4. 凝聚态物理学的应用凝聚态物理学的研究不仅仅是为了深入了解物质的性质，还有很多实际的应用。
例如，半导体器件和微电子技术是凝聚态物理学的应用之一。
利用半导体材料的特殊性质，我们可以制造出晶体管、集成电路等微小、高效的电子器件。
此外，凝聚态物理学在能源领域、超导技术以及纳米科技等方面也有广泛的应用。
总结：凝聚态物理学是物理学中重要的一个分支，深入研究了固态和液态物质的宏观性质以及微观粒子的行为。
量子力学为凝聚态物理学提供了理论基础，晶体结构和电子在固体中的行为是其研究的重点，凝聚态物理学的研究不仅可以推动物理学的发展，还可以为材料科学、电子技术等应用领域提供重要的理论基础和实践指导。
浅谈凝聚态物理学的历史发展与研究摘要：所谓“凝聚态”，指的是由大量粒子组成，并且粒子间有很强相互作用的系统。
自然界中存在着各种各样的凝聚态物质。
固态和液态是最常见的凝聚态。
低温下的超流态，超导态，玻色- 爱因斯坦凝聚态，磁介质中的铁磁态，反铁磁态等，也都是凝聚态。
当代物理学把固态物质和液态物质统称为凝聚态物质。
本文就凝聚态物理的内容和发展进行综合性的概述。
关键词：凝聚态凝聚态物理固体物理超导物理引言: 凝聚态物理学是当今物理学最大也是最重要的分支学科之一。
研究由大量微观粒子(原子、分子、离子、电子)组成的凝聚态物质的微观结构、粒子间的相互作用、运动规律及其物质性质与应用的科学。
它是以固体物理学为主干，进一步拓宽研究对象，深化研究层次形成的学科。
其研究对象除了晶体、非晶体与准晶体等固体物质外，还包括稠密气体、液体以及介于液体与固体之间的各种凝聚态物质，内容十分广泛。
其研究层次，从宏观、介观到微观，进一步从微观层次统一认识各种凝聚态物理现象；物质维数，从三维到低维和分数维；结构从周期到非周期和准周期，完整到不完整和近完整；外界环境从常规条件到极端条件和多种极端条件交叉作用等,形成了比固体物理学更深刻更普遍的理论体系。
经过半个世纪的发展，凝聚态物理学已成为物理学中最重要、最丰富和最活跃的分支学科，在诸如半导体、磁学、超导体等许多学科领域中的重大成就已在当代高新科学技术领域中起关键性作用，为发展新材料、新器件和新工艺提供了科学基础。
前沿研究热点层出不穷，新兴交叉分支学科不断出现，是凝聚态物理学科的一个重要特点；与生产实践密切联系是它的另一重要特点，许多研究课题经常同时兼有基础研究和开发应用研究的性质，研究成果可望迅速转化为生产力.一、凝聚态物理学的历史和发展凝聚态物理学起源于19世纪固体物理学和低温物理学的发展。
70年代特别是80年代之后, 由于固体物理学和研究范围在不断扩大，其涉及的概念体系也开始变迁的转移，固体物理学这一名词常被“凝聚态物理学”所取代。
随着液体物理，半导体物理，超导物理，纳米材料等科学的发展，凝聚态物理学逐渐成为物理学科内一门不可或缺的分支。
1.1. 凝聚态物理学的萌芽时期——固体物理学的建立固体物理学是研究固体的性质、它的微观结构及其各种内部运动，以及这种微观结构和内部运动同固体的宏观性质的关系的学科。
19世纪，人们对晶体的认识逐渐深入。
1840年法国物理学家奥古斯特·布拉维导出了三维晶体的所有14种排列方式，即布拉维点阵。
1912年，德国物理学家冯·劳厄发现了X射线在晶体上的衍射，开创了固体物理学的新时代，从此，人们可以通过X射线的衍射条纹研究晶体的微观结构。
1984年发现准周期结构以及分形结构中波的传播都存在一些新现象。
在低温下考虑波的相干性,电输运现象会出现一些新结果,在介观物理领域中观测到一系列反映量子相干性的效应。
由此看来,固体物理学范式扩大,由周期结构到非周期结构,可以容纳许多物理学研究的新领域。
能带理论是建立在单电子近似的基础上的,也就是说忽略了电子间的相互作用。
但实际上这种相互作用总是存在,因而在能带的计算中需要引入相应的修正项。
50—60年代发展起来的电子密度泛函理论较好地处理了这一问题,朗道的费米液体理论也表明了其元激发(准粒子)仍和费米气体相似,而相互作用则导致这些粒子“穿衣戴帽”。
但是电子的相互作用也可能导致质的跃变;交换相互作用引起了铁磁性与反铁磁性,电子与声子相互作用导致了电子的配对(BCS理论)而出现超导电性。
另外,电子间的相互作用也引发了金属到绝缘体的转变(莫特转变)。
这些工作引起科学家对相变问题的重视。
也引导了从固体物理学渐变为凝聚态物理学。
1.2凝聚态物理学的发展——诸多物理学科的融入70年代特别是80年代之后, 由于固体物理学和研究范围在不断扩大，其涉及的概念体系也开始变迁的转移，固体物理学这一名词常被“凝聚态物理学”所取代。
固体物理学的不足之处是对粒子之间相互作用不够重视也变得非常明显，凝聚态物理学的诞生正好弥补其不足之处。
从固体物理到凝聚态物理，凝聚态物理学的内容不断被充实、拓展，进而融入了液体物理，半导体物理，超导物理，纳米材料等，凝聚态物理逐渐成为了一门十分重要的物理学科。
1.3凝聚态物理学的现状——最重要的分支学科之一凝聚态物理学是当今物理学最大也是最重要的分支学科之一。
研究由大量微观粒子(原子、分子、离子、电子)组成的凝聚态物质的微观结构、粒子间的相互作用、运动规律及其物质性质与应用的科学。
它是以固体物理学为主干，进一步拓宽研究对象，深化研究层次形成的学科。
其研究对象除了晶体、非晶体与准晶体等固体物质外，还包括稠密气体、液体以及介于液体与固体之间的各种凝聚态物质，内容十分广泛。
近年，对于凝聚态物理的研究方向主要有：高温超导及相关强关联体系的基本电子性质、低维自旋和电荷系统、纳米功能材料的基本电子性质研究、自旋电子学材料基本性质等。
以下为近20年来凝聚态物理的研究热点：1.准晶态的发现（1984年）2.高温超导体的发现YBaCuO2（钇钡铜氧化物）（1986年）3.纳米科学（1984年）4.材料的巨磁阻效应LaSrMnO3（1992年）5.新的高温超导材料MgB2（2001年）二、凝聚态物理学的研究凝聚态物理的研究对象，从最开始的固体物理，拓展到了液体物理，从晶体拓展到了非晶体，更有超导物理，纳米材料等。
凝聚态物理的研究获得了巨大的进展。
目前，凝聚态物理的研究方向主要有：高温超导及相关强关联体系的基本电子性质、低维自旋和电荷系统、纳米功能材料的基本电子性质研究、自旋电子学材料基本性质等。
2.1半导体物理的研究布洛赫的能带理论为半导体物理的形成奠定了理论基础。
此后，威尔逊在用能带理论解释金属、绝缘体、半导体的区别的基础上，又提出了杂质能级的概念，对半导体导电机理有了新的认识。
1939年，原苏联的达维多夫、英国的莫特、德国的肖特基各自独立提出了有关半导体整流作用的理论。
在理论探索的同时，从20-30 年代开始，有人试图制造晶体管，但未能获得成功。
晶体管的发明是固体物理学发展的产物。
而通过制订严密规划并组织科学家攻关，则促进了这一成果的取得。
从30年代起，贝尔实验室研究部下属真空管分部主任凯利一直考虑用某种新的器件取代真空管，因为真空管有许多缺点，不能满足电子技术日益发展的要求。
凯利认为，应制订一个研究规划，深入地探索半导体，而先不考虑实用。
1939年，凯利集中了一批优秀的青年科学家，给他们提供良好的条件和充分的研究自由。
1945年，贝尔实验室成立了固体物理研究组。
理论物理学家肖克利任组长，成员有巴丁和布拉顿等人。
他们拟订了周密的研究和实验方案，进行了艰苦的探索。
肖克利提出了“场效应”的预言。
巴丁提出了半导体表面态和表面能级的概念。
这些都对半导体理论的发展做出了贡献。
随着每一个新观点的提出，他们不断修正实验方案。
1947年12月23日，他们终于成功了。
巴丁和布拉顿在一块锗晶片表面安放了两根非常细的钨金属针。
一根固定，另一根是加有负电压的可精密移动的探针。
锗片背面焊有一根粗一点的金属丝。
当探针移动到距离固定针0.05毫米处时，流过探针的电流发生微小起伏，竟引起固定针与锗片背面粗金属丝之间电流的大幅度变化。
他们终于制成了世界上第一只点接触晶体管。
肖克利等三人获1956年诺贝尔物理奖。
1949年，肖克利小组又提出了PN结的整流理论。
1951年，他们又制造出NPN型和PNP型晶体管。
1954年，美国得克萨斯仪器公司研制的第一只硅晶体管上市。
1960年，霍恩尼公司和法尔奇德公司相继发明出平面晶体管，使半导体器件发展到一个新阶段，并为集成电路的产生和发展开辟了道路。
晶体管的出现，促进了半导体物理的发展。
1958年，日本的江崎玲於奈发现半导体中的隧道效应现象，并制造了隧道二极管。
近年来发现的" 电子- 空穴液滴" 现象引起人们的兴趣。
1978年，科学家获得了电子- 空穴液滴的照片，取得了研究的进展。
物理学家希望对此研究会完全弄清纯半导体内的各种元激发间的相互作用，并开辟更广阔的应用前景。
2.2超导物理的研究19世纪，英国著名物理学家法拉第在低温下液化了大部分当时已知的气体。
1908年，荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯将最后一种难以液化的气体氦气液化，创造了人造低温的新纪录-269 °C(4K)，并且发现了金属在低温下的超导现象。
超导具有广阔的应用前景，超导的理论和实验研究在20世纪获得了长足进展，临界转变温度最高纪录不断刷新，超导研究已经成为凝聚态物理学中最热门的领域之一。
早在1911年，荷兰的昂纳斯首次发现了在4.2K时水银电阻突然消失的超导电现象。
1933年，迈斯纳(1891-1959)发现超导体内部的磁场是保持不变的，而且实际上为零。
这种完全抗磁性是超导体的另一个基本特性，被称为迈斯纳效应。
1935年，伦敦兄弟(F.London，1900-1954；H.Lon －don， 1907-1970)提出了描述超导体的宏观电动力学方程——伦敦方程。
第二次世界大战以后，超导物理研究发展很快。
1950年，弗留里希提出电子和晶格振动之间的相互作用导致电子间的相互吸引是引起超导电性的原因。
同年，麦克斯弗和雷诺等人同时独立发现，超导的各种同位素的超导转变温度T.与同位素原子质量M 之间存在如下关系：Tc∝M ↑－α；对于一般元素，α～1/2 . 这叫同位素效应。
1957年，巴丁、库柏和施里弗共同提出了超导电性的微观理论：当成对的电子有相同的总动量时，超导体处于最低能态；电子对的相同动量是由电子之间的集体相互作用引起的，它在一定条件下导致超流动性；电子对的集体行为意味着宏观量子态的存在。
这就是著名的BCS 理论。
它成功地解释了超导现象，标志着超导理论的形成，对后来的超导研究产生了极大的影响。
1972年，巴丁三人共同荣获诺贝尔物理奖。
1962年，英国年仅22岁的研究生约瑟夫森根据BCS 理论计算出，由于量子隧道的作用，可以有一直流电流通过两个超导金属中间的薄绝缘势垒。
这就是直流的约瑟夫森效应。
他还提出了交流的约瑟夫森效应。
他的预言被以后的实验证实。
人们利用约瑟夫森效应制成了极其灵敏的探测器。
1973年，约瑟夫森获诺贝尔物理奖。
自超导电性发现起，人们就尝试利用它为人类服务。
但超导电性还不能在各领域广泛应用的障碍在于超导体的临界温度太低。
因此，从昂纳斯的时代开始，人们一直在寻找高临界温度的材料。
80年代以来，高温超导材料的研究取得长足进展。
1986年1 月，瑞士的缪勒和柏诺兹经过3 年艰苦探索，用钡镧氧化物获得了30K 的超导转变温度。
1986年4 月，他们在德国的《物理学杂志》宣布了这一成果，但未引起同行重视。
