物理学学科简介与学科方向

一、学科简介 本学科以物理学及应用为研究中心，理工互补，多学科交融。学科支撑的物理学专业是省特色专业，物理学、应用物理学和光电信息科学与工程是省重点专业类建设点。现有中央与地方共建的专业实验室和科研平台、市半导体照明公共服务平台、校技术物理研究所等科研基地。经过多年的学科建设和发展，形成如下特色及优势： 1. 引培并举，学科队伍结构合理 以引进学科领军人才为重点，以培养高层次的科技创新团队为核心，以调整和优化人才结构为主线，形成了一支学历、年龄、职称、专业结构合理，业务素质高、团结进取的优秀学科队伍。现有教研人员40人，其中教授14人、副教授15人，具有博士学位23人，博士生导师1人，硕士生导师22人。研究团队中有国务院特殊贡献津贴专家1人，省“333工程”科技领军人才1人、中青年学术带头人2人，省高校“青蓝工程”学术带头人3人、优秀骨干教师3人，市“226人才工程”首席专家1人、科技领军人才1人。 2. 深度融合，学科质量提升迅速 目前本学科形成了理论物理，光功能材料物理，原子分子物理，凝聚态物理四个有机融合的研究方向。理论物理方向是以超导、共聚物自组装、等离子体及电阻网络模型为研究的重点，不仅具有基础理论意义，而且对利用新材料设计新一代微电子量子器件提供物理机制；通过自主承担国家项目以及与清华大学、华东师大等联合承担国家重大科技专项和自然科学基金重点项目，结合了光学与电子学，以光电子材料的制备、物理机理及应用为研究重点，光功能材料方向开展了光电材料的物理理论和实验研究，半导体光电子材料与器件的研究；原子分子物理学则利用高灵敏、高精度、高分辨的现代激光光谱技术探索原子分子内部结构，并利用激光场（包括静电场）对原子分子进行冷却以及操控，从而为冷原子分子在量子信息、化学反应等方面的进一步利用提供物理基础；凝聚态物理则以磁性、电介质、半导体、金属纳米等凝聚态物质的磁学、光学、电学性质的研究以及纳米结构的表面等离激元光子学、纳米及分子器件、新型光电器件的设计为研究重点，探索了光磁电耦合的多铁性信息存储机理、光电薄膜制备及性能改性，拓展准静态电磁理论用于金属纳米颗粒光学性质、新型器件的电荷电流输运等方面，取得了具有重要学术价值和应用前景的成果。 3. 教研协同，学科建设成果显著 近五年来，主持国家级科研项目15项，其它各类市厅级以上课题多项，参与完成国家自然科学基金重点项目2项，国家、省部级科研课题多项，获得授权发明专利多项，发表SCI、EI收录的学术论文160余篇，主要成果发表于II区以上SCI期刊，部分研究成果被包括Nature等国际权威杂志多次引用。获省优秀教学成果奖2项，省级精品课程1项，精品教材1部。

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二、学科方向与特色 学科方向名称：理论物理 本方向主要以超导、共聚物自组装、等离子体及电阻网络模型研究为重点。这方面的研究不仅具有重要的基础理论意义，而且对利用新材料设计新一代微电子量子器件提供物理机制，对有关方面的实验研究和器件产品的开发会有指导意义，有潜在的应用前景。 基于超导量子系统的理论研究：通过理论模拟和数值计算研究各种常规超导、高温超导和介观结构中电子输运、自旋输运、约瑟夫森效应、电荷准粒子激发、散粒噪声以及铁基超导中的低能激发性质等，揭示自旋激发模式和超导库珀对的关系；通过高温超导体以及其他非常规超导体的结果比较，尝试能给出高温超导微观机制的一些基础研究结论；通过讨论超导约瑟夫森结和介观混杂系统的电子和自旋输运等问题，为设计新一代量子器件提供了理论基础。该方面工作得到3项国家自然科学基金资助。 共聚物自组装和生物膜自组织结构的研究：通过研究得到丰富的纳米微结构，并能实现多种无序-有序、有序-有序结构相变。获得的纳米微结构具有独特的力学和热学性能，可以在工业、生物和医药领域得到应用，同时利用有序微结构作为模板可以制备规整的人工微结构，形成纳米点和纳米管的阵列、无机介孔分子筛和光子晶体等。该方面有多篇工作发表于国际SCI期刊上。 电磁波与等离子体的研究：将动力学理论、相对论和非麦克斯韦分布联系在一起，研究了电磁波与相对论性等离子体的相互作用以及超热非麦克斯韦分布下等离子体。这些研究与核聚变的两个主要实现途径磁约束等离子体和强激光等离子体都有密切的联系。该方面工作得到了国家自然科学基金和省科技厅自然科学青年基金资助。 本方向学术带头人董正超教授是省“333工程”领军人才，省“青蓝工程” 学术带头人，省高校优秀科技创新团队负责人，国家特色专业建设点负责人，江苏省物理学会理事，国务院特殊贡献津贴专家。该方向现有教授4人，副教授3人，具有博士学位的8人，学术梯队合理。近5年共获得国家级项目4项，省部级3项，市厅级3项，发表学术论文40余篇，其中SCI/EI收录25篇。

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学科方向名称：光学 本学科方向以光功能材料的物理机理、研制及应用为研究重点，开展了光子学材料的物理理论和实验研究，探索了光学功能材料生长机理与特性，及半导体光子材料与器件。为新型的光学元器件的设计以及其在纳米光学等领域的潜在应用提供理论支持。 光子学材料的物理理论和实验研究：利用日益成熟的纳米材料的制备技术，获得复合纳米光子学材料，并研究其表面增强拉曼光谱（SERS）的增强机理。同时基于SERS的物理机理，开展了基于SERS标记纳米粒子和基于磁性复合纳米粒子的复合特性研究。在国家自然科学基金资助下，研制了具有温敏特性、磁致发热的高效多功能拉曼探针，并对其进行了理论分析和实验研究。从而为光子学在生物研究及医学诊断与治疗中的应用提供了可靠的理论依据与技术支持。 光学功能材料生长机理与特性：通过薄膜微结构材料生长机理与技术研究，提出基于双面金属包覆光波导，结合自主创新的自由空间耦合技术实现拉曼增强，发展具有高检测灵敏度、高分辨率和微量检测的表面增强拉曼传感器，并研制了具有高灵敏度和实用价值的纳米组装电化学发光生物传感器（获国家自然科学基金资助）。研究结果为光学功能材料在传感器方面的应用提供必要的理论及实验基础。 半导体光子材料与器件：研究了硼铝硅酸盐玻璃陶瓷、钇铝石榴石荧光玻璃等半导体光电子器件的基础材料制备，基于高效大功率发光器件的制备技术开发光学检测及传感器件的光源系统。研究了发光二极管荧光材料和发光二极管应用，开发了新型的LED发光字、荧光材料和新应用领域，获得了多项国家发明专利授权，为现有光电子器件性能优化和新器件的研制奠定了基础。 本学科方向带头人曾获得日本学术振兴会（JSPS）资助到大阪大学从事光物理学方面的研究工作，参与完成的“光功能薄膜的基础研究”获教育部中国高校科学技术二等奖。本方向现有教授3人，副教授5人，其中获博士学位6人，主持国家自然科学基金项目4项和省部级项目1项，参与完成国家、省部级科研课题10余项，并获得授权专利5项，发表SCI、EI收录的学术论文30余篇。

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学科方向名称：原子分子物理 本学科方向发展了高灵敏、高精度、高分辨的现代激光光谱技术，系统研究多种原子分子光谱与结构，还利用外场原子分子进行冷却与操控，从而为冷原子分子研究及其在量子信息、化学反应等方面的应用提供物理基础。 原子分子光谱与精细结构研究：发展了高灵敏、高精度、高分辨的“光外差-速度/浓度调制激光光谱技术”，系列地研究了CO+、N2+、O2+、Cl2+、H2O+、CO* 、P2*等瞬态分子振转光谱，并开展了分子磁强计、等离子光谱诊断等应用研究。研究成果发表于JQSRT, J Phys. Chem. A, Chem. Phys. Lett., J. Mol. Spectrosc.等国际学术期刊；同时获国际同行高度评价，例如美国两院院士、加州大学伯克利分校教授Richard J Saykally撰文于Chemical Review，采用独立章节介绍了我们的研究工作，并在结论部分指出我们所发展的技术是该领域的最佳抑制噪声光谱技术。研究成果还获2006年度国家自然科学二等奖。 原子分子冷却与外场操控：提出了空间光调制技术产生多种光阱阵列的新方案，不仅可以囚禁冷原子分子，还可以实现冷原子分子的聚焦、分束及输运等。同时研究了冷原子分子在外场操控下的动力学行为，系统研究了不同外场条件下的分子排列取向行为，可实现冷分子的高取向度。成果发表在物理学报，CPB，CPL，JOSAB，EPJD，JNOPM等国内外学术期刊，同时引起了研究同行的高度关注。例如山西大学，武汉数学物理研究所都曾对我们提出的理论方案进行了实验验证，并给予了高度评价。 本学科方向带头人杨晓华获得2006年度国家自然科学二等奖，南通市“226高层次人才工程”第一层次中青年首席专家培养对象，省教育厅“青蓝工程”中青年学术带头人，省“333工程”第三层次培养对象，本学科方向现有教授4人，副教授3人，其中具有博士学位3人，另有3人博士在读，主持省部级项目3项，参与国家、省部级科研课题3项，公开发表SCI、EI收录的学术论文20余篇。

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学科方向名称：凝聚态物理 本方向以磁性、电介质、半导体、金属纳米等凝聚态物质的磁学、光学、电学性质的研究以及纳米结构的表面等离激元光子学、纳米及分子器件、新型光电器件的设计为研究重点，在探索光磁电耦合的多铁性信息存储机理、光电薄膜制备及性能改性，拓展准静态电磁理论用于金属纳米颗粒光学性质、新型器件的电荷电流输运等方面取得了具有重要学术价值和应用前景的成果。 多场耦合的铁性信息存储材料及机理的研究：研究了具有多种铁性共存的磁电信息材料的磁光、电光性质以及磁电耦合导致的特异物学性质。通过对不同钙钛矿陶瓷和薄膜中磁电耦合机理及其光电性质等的具体研究，获得了运用应变和掺杂等手段实现磁光电耦合调控及增强的可行性方法，为实现光磁电耦合信息存储的实际应用奠定了基础。该项研究获国家基金委和省科技厅自然科学基金资助。 微型器件设计及固体器件表面薄膜制备和性能研究：利用密度泛函理论计算研究器件的电荷和自旋流输运性质及负微分电阻效应，设计纳米器件。探索在光电子器件表面制备氮化金薄膜的方法。采用先进环保的制膜工艺在器件表面制成导电耐磨金膜，为从根本上解决半导体光电子器件的界面接触问题提供了可选方法。已经与北师大、纽卡斯尔大学和罗森多夫离子束物理与材料研究所等建立了长期协作关系，且联合申报了多项发明专利。 金属纳米结构表面等离激元及光学性质的研究：拓展准静态电磁理论用于金属纳米颗粒光学性质的计算，通过对颗粒结构参数的调控，获得了最优化传感灵敏度方法；模拟了介质层包裹的金纳米棒的光学性质，研究了金属纳米椭球颗粒在增益介质中的表面等离子体奇异现象，为基于金属纳米颗粒的spaser或随机激光系统提供了一种减小增益需求的途径。主要成果发表于国际SCI期刊II区以上的刊物上。 本方向学术带头人仲崇贵教授是省“333工程”学术带头人，省高校“青蓝工程” 学术带头人，南通市“226工程”科技领军人才。该方向现有教授4人，副教授2人，具有博士学位的5人，学术梯队合理。近5年共获得国家级项目2项，省部级5项，市厅级4项。发表学术论文40余篇，其中SCI收录20多篇，获得授权发明专利3项。

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