2022天工本科专业简介-应用物理学

应用物理学专业介绍

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培养目标

应用物理学专业培养具备坚实物理学基础，同时掌握微电子学科的基本理论、基本知识和基本技能，能在芯片开发、大规模集成电路设计等微电子领域从事教学、科学研究、产品研发、生产技术管理等工作的高级人才。

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专业概况

本专业始建于 2006 年，经过多年探索，以物理研究所半导体实验室为依托，形成了“以物理为核心，以微电子为外延”的理工结合的专业特色。2021年入选国家一流本科专业建设点。

本专业师资力量雄厚，教师全部为国内外知名高校毕业的博士。近年来，专业教师主持国家级科研项目十余项，合计经费达700余万元。近5年来在国内外核心期刊共发表论文100余篇，其中近40余篇被 SCI、EI 收录。该专业实验设备先进，天津市物理实验教学示范中心现有实验仪器设备总值900余万元。

该专业实行分层次人才培养模式，拔尖类以培养物理学研究型人才为目标，以继续深造和出国留学为导向。培养过程中为学生配备学术导师，学生在校学习期间可以得到导师的全程精心指导，并且学生有机会走进科研实验室，尽早参与到科学研究工作中，体会新知识新技术产生的过程。

校企联创类以培养卓越工程技术人才为目标，以优质就业为导向。培养过程中注重工程创新应用能力的培养，与相关企业和研究所合作建立了多个实习基地，实习与就业相结合，毕业生发展空间广阔。

该专业通过课堂教学与课外科技活动相结合，在强化学生理论基础的同时培养学生的创新精神与实践能力。在校生在物理学术竞赛等全国赛事中屡获佳绩，每年都有大量学生获得大学生创新创业项目的国家级和省部级资助。此外，该专业与英国、美国、波兰、韩国、日本等国家的多所大学建立了良好的交流合作关系，学生可通过“3+1+1 本硕连读”、“2+2”、“3+1”、单学期交换生、学术夏令营冬令营等项目赴国外交流学习。

本专业学制四年，学生毕业后可获得理学学士学位。本专业与英国邓迪大学合作创办“3+1+1 本硕连读”和“2+2” 的联合培养模式，联合培养的学生毕业后可获得天津工业大学和英国邓迪大学双学位。本专业具有硕士学位授予权。

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师资情况

应用物理学专业现拥有专职教师19人，教授6人，副教授7人，其中有海外留学背景多人，天津市 “131”青年人才4人。博士教师比例100%。年龄结构和职称结构合理，学缘结构良好。

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专业核心课程

量子力学、电动力学、热力学与统计物理、理论力学、电子线路、固体物理、半导体物理与器件、集成电路设计方法、光信息存储与显示技术、微电子学概论、新能源技术及应用等。

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专业特色

本专业以物理学为主干，突出微电子特色。在培养过程中注重理论与应用的有机结合。毕业生在具备坚实物理学基础的同时，掌握微电子科学与技术的相关知识和技能，具备在微电子行业进行基础性、原创性研发的能力。

左图为应用物理系第一届拔尖班同学参观中国科技馆；右图为英国 Dundee 大学 Andrei 教授为本科生讲课

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国际交流

本专业与英国、美国、加拿大、波兰、韩国、日本等国家的多所大学建立了良好的交流合作关系，学生可通过 “3+1+1 ”本硕连读、“2+2”双学位项目、“3+1”联合培养、单学期免费交换生、学术夏令营与冬令营等项目赴国外交流学习。

科研方面

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科研与实践平台

本专业实验设备先进，天津市物理实验教学示范中心现有实验仪器设备总值 900 余万元。拥有等离子溅射成套设备、红外分光光度计、荧光分光光度计、六轴机器人、贴片机、制版机、覆膜机等大型实验教学设备和 EDA 电子设计相关软件。

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科研成果

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实现普适量子计算现在已是各国关注的重点。虽然国际上最先进和发展最快的量子芯片使用的是超导量子电路系统，但使用该芯片实现大规模普适量子计算还面临两个主要问题：量子器件之间的串扰和超导量子电路较短的退相干时间。

针对这两个问题，本专业教师华明等首次将分布式量子计算概念引入基于超导量子电路系统的量子计算研究，并设计出能有效集成大规模高品质因子超导量子谐振器和超导量子比特的装置，为避免器件串扰和实现基于超导量子电路的大规模分布式量子计算提供理论支持。

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基于金属表面等离子共振的表面增强拉曼散射技术（SERS）是一种新型高效的表面研究手段。但是由于金属基底的不稳定性，SERS谱失真、信号重复率低等问题，SERS 活性基底仍面临着挑战。

本专业多位教师合作以纳米金属材料作为 SERS 活性基底，设计金纳米星结构，形成具有 SERS生物成像和光热治疗效应的多功能探针：通过对金纳米星尺寸和形状的调控，利用其表面等离子共振增强效应尤其是尖刺结构的“热点”效应，极大的提高SERS增强因子，进而实现复合探针对肿瘤的SERS成像诊断功能；另一方面由于金属的表面等离子共振特性，复合探针具有强烈的光吸收和高的光热转换效率，能快速地将光能转化为热能，产生局部高温，以光热杀灭肿瘤细胞。

这种具有拉曼增强和光热效应的多功能探针有望实现肿瘤的成像、诊断与治疗一体化的理想效果，将为最先进的科技成果转换为生物医学领域应用奠定基础。

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学生的实践与获奖

本专业具备完善的分层次模块化的课内外实践教学体系，在学生培养过程中注重创新和工程应用能力的培养，与相关企业和研究所合作建立了多个实习基地，毕业生发展空间广阔。

通过课堂教学与课外科技活动相结合，在强化学生理论基础的同时培养学生的创新精神与实践能力。在校生在全国大学生光电设计大赛、中国大学生物理学术竞赛中屡创佳绩。每年均有大量学生获得大学生创新创业项目的国家级和省部级资助。获省部级以上奖励的学生常年保持在在校生总数的 12% 以上。

就业发展

学院高度重视升学与就业工作，近年来本专业毕业生就业率达 100%。2022年考研率达 30%以上，出国深造比例约5%。就业地区以京津冀、长三角为主，主要流向单位类型为科研院所和国家企事业单位；就业行业主要集中在“教育”、“科研”和“微电子相关产业”。

就业企业：天地伟业、中芯国际，浙江舜宇、京东方、TCL 等；

升学单位：北京航空航天大学、中国科学院、南开大学、兰州大学、华中科技大学、天津大学、英国爱丁堡大学、英国格拉斯哥大学、德国海森堡大学等。