固体物理学研究多体问题，是物理学的重要分支，涉及面极其广泛，也是包括材料科学等在内的多个技术学科的基础。本文论述了固体物理学的发展简史，包括初期发展史、对热性质研 究、魏德曼–弗兰兹定律、晶体微观几何结构的研究历程、自由电子气体模型、固体能带论、对固 体磁性的研究、信息时代、中国固体物理学的发展、固体物理学教材等多个部分，简述了固体物 理学发展中的大事件和具有较大影响力的科学家及其贡献。
拓扑超导体自身具有对量子退相干天然的免疫性以及可编织性，这使得它在现代量子计算领域中受到了越来越多的重视，并且成为了下一代计算技术中最有希望的候选者之一。由于拓扑超导态在固有拓扑超导体中相当罕见，因此，当前大部分实验上的工作主要集中在由 s 波超导体与拓扑绝缘体之间通过近邻效应所诱导的拓扑超导体上。本论文中，我们回顾了基于拓扑绝缘体/超导体异质结的拓扑超导体的研究进展。在理论上，Fu 和 Kane 提出，通过近邻效应将 s 波超导体的能隙引入到拓扑绝缘体，可以诱导出拓扑超导电性。在实验上，我们也回顾了一些不同体系中的拓扑超导近邻效应的研究进展。文章的第一部分，我们介绍了一些异质结，包括：三维拓扑绝缘体 Bi2Se3和 Bi2Se3 与 s 波超导体NbSe2 以及 d 波超导体 Bi2Sr2CaCu2O8+δ 的异质结，拓扑绝缘体 Sn1−xPbxTe 与 Pb 的异质结，二维拓扑绝缘体 WTe2 与NbSe2 的异质结。此外，还介绍了 TiBiSe2 在 Pb 上的拓扑绝缘近邻效应。另一部分中，我们对基于拓扑绝缘体的约瑟夫森结进行了回顾，包括著名的基于 Fu-Kane 体系的拓扑绝缘体约瑟夫森结，以及基于约瑟夫森结的超导量子干涉器件。
光子自旋霍尔效应是指光束在非均匀介质中传输时，自旋角动量相反的光子在垂直于入射 面的方向发生的横向自旋相关分裂。光子自旋霍尔效应可以和电子自旋霍尔效应作类比：自旋光 子扮演自旋电子的角色，折射率梯度扮演外场的角色。光子自旋霍尔效应源于光的自旋-轨道相互 作用，和两类几何相位有关：一类是动量空间的自旋重定向Rytov-Vlasimirskii-Berry 相位；另 一类是斯托克斯参数空间的Pancharatnam-Berry 相位。光子自旋霍尔效应对物性参数非常敏感， 结合量子弱测量技术，在物性参数测量、光学传感等领域具有重要的应用前景。本文将简单分析 光子自旋霍尔效应的物理根源，回顾近几年不同物理系统中光子自旋霍尔效应的研究进展，介绍 光子自旋霍尔效应在物性参数测量中的应用。最后，展望其在光学模拟运算、显微成像、量子成 像等领域的可能发展方向。
基于密度泛函理论的第一性原理方法已经成为人们研究材料结构、性质以及进行新功能材 料设计的重要手段。对于掺杂和界面体系，人们常常需要使用超胞来描述。超胞的使用导致能带 折叠，从而掩盖能带结构的重要特征，为人们分析掺杂和界面效应对材料能带结构的影响带来困 难。本文概述了超胞导致的能带折叠现象，重点介绍了基于平面波和原子轨道的能带反折叠方法、 声子能带反折叠方法及相关计算工具，给出了该方法在掺杂和界面体系电子、声子能带结构方面 应用的例子，并对该方法进行了展望。
氧化物超导体是非常规超导体最重要的表现形式之一，其中铊系、汞系和铜碳系列超导体 的超导临界转变温度 (Tc) 都可达到 110 K 及以上，高的超导转变温度和液氮温区较高的不可逆磁 场，以及广泛应用潜能备受人们关注。显然，高的超导临界温度使超导应用的冷却介质选择增多， 经济实用的冷却剂可望扩大这些高超导转变温度超导体的应用领域和增加长期运行可行性。本文对 110 K 超导临界温度超导材料包括铊系、汞系和铜碳系超导体的发展历程和超导性能进行介绍 和总结，并从理论上去分析超导转变温度的影响因素，定性解释高温超导体高 Tc 的原因。特别关 注分析了它们不可逆场的差异，展望这些高临界温度超导体的可能新型应用。
从本质上讲，规范场是物理学中 (量子场论，基本粒子理论) 重要的研究领域 (1979 年、 1999 年和 2004 年共有六位物理学家获得诺贝尔奖，他们的研究工作直接或间接与规范场有关)， 而纤维丛则是数学中 (微分几何、群论、李代数) 的热门课题 (1986 年唐纳森因研究纤维丛获得菲 尔茨奖)。近年来，对杨–米尔斯方程、纤维丛和规范场的研究正在深入开展，因此，本文着重从物 理概念出发，分别论述规范场在量子场论中，纤维丛在微分几何中相关概念的形成、发展，以及 与杨–米尔斯方程之间的关系，特别是从电磁场、弱力和强力的统一方面，显示了规范场的重要性 和深远意义，为了使更多的相关专业读者能在这一重要的领域中迅速获得必要的专业知识，产生 探索和创新的热情，在综述中对阿贝尔规范场到非阿贝尔规范场，以及对称性自发破缺的基本概 念和处理方法，进行了详细的论述，特别是初步探讨了杨–米尔斯方程的空间属性，目的是希望能 更好地将规范场、纤维丛这二者与杨–米尔斯方程联系起来，加深对纤维丛的联络在更深层次的了 解，由于这类问题是一个有意义的研究方向，值得有志者去深入探索。
本文系统深入地梳理了粒子物理中量子纠缠的历史起源。1957 年，玻姆和阿哈诺罗夫 指出，1949 年吴健雄和萨克诺夫的实验实现了爱因斯坦–波多尔斯基–罗森关联。事实上，这是 历史上第一次在实验中明确实现空间分离的量子纠缠。惠勒最早建议这个实验，作为对量子电 动力学的检验，但是计算有误，正确的理论计算来自沃德和普赖斯，以及斯奈德、帕斯特纳克 和奥恩博斯特尔，也符合杨振宁 1949 年的选择定则。1964 年贝尔不等式发表后，人们考虑，它 是否可以通过吴–萨克诺夫实验检验。这推动了该领域的发展，吴健雄小组也做了新的实验。1957 年，李政道、厄梅和杨振宁确立了 K 介子的量子力学形式，并发现中性 K 介子是一个双态系统。 1958 年，基于与杨振宁 1949 年选择定则类似的方法，戈德哈贝尔、李政道和杨振宁最早写下 K 介子对的纠缠态，其中单个 K 介子可以带电，也可以电中性。这首次给出光子以外的高能粒子的 内部自由度纠缠。1960 年，作为没有发表的工作，李政道和杨振宁又讨论了中性 K 介子对的纠 缠态。本文也顺便介绍了几位物理学家，特别是沃德。
钙钛矿太阳能电池由于其优异的光电转化效率及成本低等优点被引入作为一种新的光伏器件。在过去的十几年内，钙钛矿太阳能电池的研究及发展尤为迅速，性能有了显著提高。然而，要使其进入光伏市场，研究者还需要做出巨大努力。这主要是由于钙钛矿薄膜自身制备的局限性，使其缺陷的存在是不可避免的，这严重影响了钙钛矿太阳能电池中载流子的数目及迁移率，从而制约了钙钛矿太阳能电池效率及稳定性的提升。本综述在对钙钛矿及其缺陷分类简单介绍的基础上，总结了近些年来钙钛矿薄膜钝化的不同策略，希望可以对钙钛矿材料领域的研究人员在选择合适钝化剂方面提供一定的参考。
近来，以共轭聚合物为沟道材料的有机电化学晶体管 (OECT) 因其易于制备、具有离子–电 子转换能力和生物界面相容性而成为研究热点。然而，已报道的用于 OECT 沟道材料的大多是 p 型共轭聚合物，而基于 n 型共轭聚合物开发的 OECT 则很少，而不平衡的发展阻碍了复杂互补 电路的实现。最近被报道的新兴 n 型共轭聚合物半导体 Poly (benzimidazobenzophenanthroline) (BBL) OECT 为解决上述问题提供了一个有效的方案。但 BBL 薄膜本身具有脆性无法拉伸，无 法满足柔性器件的使用需求，大大阻碍了其应用及发展。本工作中，我们提出了一种器件可拉伸 的 n 型 BBL OECT 器件的制备方法，并验证了其在汗液传感方面的可行性。
深入了解钙钛矿太阳能电池中微纳空间形貌特征、光电特性与光伏参数之间的关系，对于 指导高效钙钛矿太阳能电池器件的构建至关重要。本文通过将时间分辨共聚焦荧光显微镜与光电 流检测模块相结合，实现了二维（2D）层状钙钛矿太阳能电池在实际工作条件下微纳空间的光电 流、荧光强度和荧光寿命成像检测。发现在钙钛矿多晶膜中同一个晶粒的不同区域，光电流与荧 光强度和荧光寿命成像之间存在明显的负相关性，在微纳空间尺度上建立了光伏参数与材料光电 性质和形貌之间的相互关联，为钙钛矿太阳能电池的性能优化提供了理论指导。
实现室温超导一直是人们长期追寻的梦想，寻找和合成出具有室温超导性的新材料已成为 凝聚态物理学家和材料物理学家的“圣杯”。近年来，随着理论和实验相继发现超导临界温度高于 200 K 的 H3S 和 LaH10，氢基超导体已逐渐成为实现室温超导的最佳候选，成为物理学、材料科 学等多学科研究的热点领域之一。在本文中，我们将概述超导材料的发展历史和几种典型超导材 料，重点介绍当前高压下氢基超导体的研究进展及面临的挑战，详细讨论中低压力范围氢基高温 超导体的设计思路，展望氢基超导体在低压甚至常压下实现高温乃至室温的可能性。
定位测量一直是人们关注的问题，将量子技术应用于定位任务有望展示出经典定位方案无 法达到的优势。目前，已有部分量子雷达方案被提出，展示了科研工作者从量子信息角度对定位 测量的新思考。本文总结了部分已有的量子雷达方案，介绍了相关方案的概念和分类，并着重对 量子定位、量子照明和三维增强雷达三种方案的基本原理进行论述，同时分析了各方案的优势以 及亟待解决的问题。
在材料中输入热流并在垂直于热流的方向上施加磁场时，热载流子将可能被磁场偏转，获 得横向速度，从而导致材料在横向出现一个温度梯度。这种效应被称为热霍尔效应 (THE)。与电 霍尔效应类似，热霍尔效应被预言将在一些拥有非平庸贝利曲率的材料中出现，因此它可以揭示 材料的拓扑性质。然而，热霍尔效应并不像电霍尔一样，只局限于载流子带电的体系；相反，任 何种类的准粒子都可以导热。因此，热霍尔效应也可以用来探索强关联电子体系材料 (尤其是绝缘 体) 的奇异性质。因此，热霍尔效应更具有普适性，并日益成为探测电中性激发，如声子和磁振子 的强有力手段。不仅如此，有如手性声子这样超越一般非平庸贝利曲率图像的因素仍可导致热霍 尔效应；探查其中的热霍尔效应将为理解材料中复杂的微观机理指明方向。但是，热信号比电信 号要微弱得多。尤其是测量热霍尔效应，往往要在较大背景噪音中提取微弱的有效信号，这使霍 尔热导的测量极具挑战性。但是得益于科研工作者大量的努力，该领域在近几年发展迅速，得到 了许多十分有趣的结果。在本文中，我们将简要总结现有的一些令人兴奋的在霍尔热导率测量方 面的成果，指出尚未解决的问题，并提出未来可能的方向。
二阶非线性光学效应源于电子势函数的非谐性，可实现激光的频率转换，被广泛应用于基 础科学研究和现代激光技术。单层过渡金属硫族化合物具有极大的二阶非线性系数，作为基础单 元实现高效的非线性光学响应潜力巨大。如何保持单层材料的极大非线性系数，扩展材料厚度及 响应频段，提升非线性响应，是重要挑战。本文主要介绍了基于单层过渡金属硫族化合物的二阶 非线性光学效应的调控，包括单层过渡金属硫族化合物的频率依赖及不同对称性相的多层堆叠等， 并总结了过渡金属硫族化合物非线性光学效应的应用前景。
纳米金团簇作为桥梁连接了金纳米粒子和单个金原子，对于揭示表面等离子激元共振和金属键的来源具有重要意义。有机配体保护的纳米金团簇为理解金纳米粒子从金属性质到非金属性质的转变提供了理想的研究对象，而处于转变区域的金团簇的激发态动力学还尚待研究。在本文中，我们总结了表现出分子性质，并且尺寸较大（大于100 个金原子）的纳米金团簇的激发态动力学，同时将其与表现出金属性质的金纳米粒子的激发态动力学进行比较。本文通过对处于转变区域的金团簇的电子和振动动力学的描述，进一步讨论了其电子结构。对大尺寸纳米金团簇激发态弛豫机理的深入理解，将有助于理解金属纳米团簇和纳米粒子的光学性质，从而进一步推动这一类功能材料的设计和应用。
本文首先介绍了两种描述低能重离子核反应的理论，然后基于这些理论发展了一个描述超重核合成的理论模型，即双核模型(dinuclear system model)。不同于Adamian 的处理，本文的模型采用数值求解主方程的方法来描述重离子的熔合过程，重点讨论了熔合过程中主方程的发展演化，选择一维至三维不同的宏观自由度说明重离子熔合机制，为今后进一步发展模型与预言新核素提供理论依据。
微光纤器件由于其优异的光波导特性、较高的机械强度、操作灵活性和易于集成的特性，已经受到越来越多的关注，并且实现了在传感、激光、生物化学等领域的广泛应用。然而，二氧化硅微光纤器件尺寸相对较大、材料折射率较低，使其在微纳尺度的气、液态环境中的应用具有极大的挑战性。一维纳米材料的出现弥补了这一不足，由于其具有更小的尺寸和更高的折射率，基于单纳米线集成的微光纤器件在一些特殊环境中可以实现更高灵敏度和更高空间分辨率，拥有广阔的应用前景。本文从器件制备、耦合原理以及具体应用等方面对纳米线集成的微光纤器件进行了系统的介绍，并简要介绍了国内外以及南京大学近年来在该领域的研究进展。
受益于非富勒烯受体的不断发展，近年来有机光伏器件的性能得到长足进步。传统富勒烯受体有机光伏体系下建立起来的电荷拆分和能量损耗模型，不完全适用于非富勒烯受体体系。我们利用超快光谱学方法，发现在模型体系中，非富勒烯受体畴内非局域激发态代替界面电荷转移态介导了电荷拆分的空穴转移通道，在很小的驱动能下实现高效电荷拆分。非富勒烯体系中双分子复合过程在能量损耗中扮演重要角色，分子氟化设计可以改变能级排列，抑制双分子复合产生的三线态，从而抑制损耗。分子间相互作用调控关键能级位置，可用以调控非富勒烯光伏体系光电流产生机制，有效抑制损耗通道，进一步提升有机光伏体系的效率。
当考虑电子间的库伦排斥相互作用，以及电荷、自旋和轨道之间的相互耦合时，诸多超越 了近自由电子框架的新奇量子态涌现而出，如非常规超导态和量子自旋液体等。对这些新奇物态 的认知不仅会拓展现有的知识框架，也有望引发新一轮的量子科技革命。因此，对强关联物理的 研究是当下凝聚态物理领域的前沿课题。铜基高温超导体的母体是一种莫特绝缘体，在传统的能 带论之下被预言为金属态。然而电子间的强关联行为使得它表现出绝缘体的性质。由于莫特绝缘 体中库伦相互作用致使能隙打开并冻结其中的电荷自由度，所以在该体系中难以开展电输运性质 的测量研究。作为一种对于元激发（不仅包括电子，还包括磁振子、自旋子等）敏感的探针，热输 运测量在强关联电子系统的研究中发挥着重要的作用。本文回顾了近些年在非常规超导、重费米 子系统和量子自旋液体研究中一些有趣的纵向热输运性质的研究成果，并与我们近期发表的运用 横向热导率测量热霍尔现象的综述文章相互补充。
铁电畴壁
君问江山美若何
良金铁电各蹉跎
曾经几世无相见
此共登场唱牧歌
