凝聚態是做什麼的？

「能說說凝聚態平時具體是做什麼嗎？」

這不是一個很好回答的問題，我盡我所能回答一下。畢竟我現在才是一個渣渣准研究生，很多都不懂，一邊學習一邊回答這個問題，不定期更新這個問題的答案。

首先引用一下百度百科上對凝聚態的定義【1】：凝聚態物理學是從微觀角度出發，研究由大量粒子（原子、分子、離子、電子）組成的凝聚態的結構、動力學過程及其與宏觀物理性質之間的聯繫的一門學科。

凝聚態物理學研究的對象是固體和液體，這些對象的尺度大小是在原子分子之上，但是又不會超過宏觀物體的尺度。從數量級上面來說，是0.1nm量級到1m的量級。凝聚態最感興趣的是大量固體或者液體之間產生的強相互作用。正是這些強相互作用，讓凝聚態物理學誕生很多新奇的現象和應用。

1.凝聚態物理領域分類

凝聚態作為物理這個一級學科下的一個二級學科，其分支有非常之多，恐怕一時半會是說不完的。但是從物理學的粗略分類上看，分為凝聚態理論和凝聚態實驗兩類。

我自己本身的方向是凝聚態實驗的（後面講我目前的一些學習和工作），對凝聚態理論並不太了解。因此我在這裡就簡略講一下我所認識的凝聚態理論方向的老師和同學做的事情。

首先，物理的任何一個分支的理論方向都需要非常深厚的數學計算功底和物理知識功底。比如我的某同學需要學習群論，需要學習量子場論，以及很多深度的計算機知識，這裡我就不說了。

我對他們的印象就是每天都在查資料和看書，推公式，還有用計算機寫各種代碼和simulation。時常說著我不太理解的名詞……

我覺得真正的大神勇於做理論物理，只想搬磚的就遠離理論物理……

2.凝聚態實驗

凝聚態實驗是很有意思的方向。如果說凝聚態理論是偏向於物理學原理和物理本質的話，凝聚態實驗更加偏重於驗證理論和衍生出應用。

凝聚態實驗的方向很多，對於非我自己的研究方向的方向我就不敢亂下結論了，現在就講講我自己做的方向。

引用我的導師對實驗室方向的定義：對低維物理系統中新奇光電現象的探索，得以在物性研究上發現具有實際應用價值的新型功能材料和結構。

現在來做一個名詞解釋。

低維物理：指的是相對於日常的宏觀物質而言的（比如我們日常見到的金剛石，石墨，或者一些半導體）。這些宏觀物質都是三維的，也就是說，在三維空間中長寬高都是不可忽略的。

但是當某一個維度上的大小相對於其他方向可以忽略不計的時候，原本的三維材料就會成為降低一維，這就是所謂的二維（2D material）。如果再有一個維度上的大小几乎可以忽略不計，就成為了一維（1D material），這就是我們想要想要研究的低維物理。

在凝聚態物理學中，我們發現，對於很多三維物質（如普通的石墨），它們在低維下的物理性質和在三維下的物理性質幾乎完全不同，這也是我們為什麼要研究這些低維物理的原因。

而運用這些物質在低維度下的物理性質，我們可以自行設計和開發出很多現在沒有的新型功能材料和應用。

這就是凝聚態實驗方向的低維物理分支的研究思路。

3.我們這些研究生都在幹嘛

作為一名一直都在搬磚的准研究生，我想說，我們在搬磚。（笑）

雖然說是做凝聚態實驗，數學知識和物理知識，計算機知識一個都不能少。特別是物理的學科知識，除去最基本的原子物理，量子力學，統計物理，固體物理，半導體物理這些最最基本的物理知識，我們還需要很多物理知識。我現在每天都是看文獻。文獻裡面很多概念和物理現象都需要我們自己花時間去百度，去Google或者wiki上面去找答案，或者去找來大部頭的專業書查。即使是我的博士師兄，都不得不承認，很多文獻裡面的知識都不懂，需要花時間去學習。

所以第一件事情當然是看文獻，同時要無所不用其極地弄懂文獻在說什麼，描述了一個什麼現象或者理論。

其次，文獻看懂了，最開始還是重複很多文獻裡面的內容。比如最近我在做畢業設計，做的是用2D materials疊異質結（heterostructures），而這些異質結有很多新奇的性質。用通俗的話講，就是拿兩種或者多種2D materials的單分子層疊在一起。而由於這些2D materials的物理性質和化學結構的不同，會產生一些意想不到的現象，比如光電性質上的不同。

所以第二件事情就是戴上手套開始做實驗，先是用粘膠從三維物質（bulk materials）上獲取單分子層，然後在顯微鏡下精確地把單分子層疊放在一起……

別看我說得這麼簡單，做實驗這種事情，遇到的問題和難點都是得做過了才能知曉。

疊好了之後就開始測量各種性質，當然你得經過很多培訓之後才可以開始動用很多昂貴的儀器去做測量……剩下的操作我就不說了。

前面我也說了我們這算是個搬磚專業，我們還要學習計算機（比如G語言），學習工科的一些儀器和操作（比如各種介面埠的連接和使用，以及一些機器的內部構造和原理），還有數學（我說我做實驗需要用到數學你信嗎……）。我們需要學習很多，超級多的東西。

最後重複多了就慢慢有了有自己的idea和view，我們就可以自己做一些原創的研究了。想出一個idea，然後自己動手做實驗……

所以凝聚態實驗方向就是看文獻學知識+學技術學知識+做實驗+想idea。

今天先寫到這裡吧，過段時間要是再有什麼體驗就繼續更新。謝謝大家花費時間觀看一個在凝聚態研究上剛剛起步的初學者的文章，要是有什麼意見和建議很高興大家可以對我做出批評指正，下一次更新文章的時候我會盡量改正自己的問題，同時也會更新一些新的進展和學校的一些情況。

我的QQ是2545525271。有意願和我交朋友或者交流物理類生活類各種問題的知友都可以加一下QQ。

謝謝大家！

參考目錄：

【1】凝聚態_百度百科