湖南师范大学物理学科自1990年获得理论物理硕士学位授予权后，于1996年获得凝聚态物理硕士学位授予权、2000年获得光学硕士学位授予权，并于2006年获得物理学一级学科硕士学位授予权，现拥有物理学一级学科博士学位授予权和博士后流动站；理论物理学科是国家重点学科和国家“211工程”重点学科以及湖南省优势特色学科，物理学一级学科是湖南省重点学科，拥有低维量子结构与调控教育部重点实验室，2012年进入美国基本科学指标(ESI)国际学科排名前1%行列。学科还拥有量子效应及其应用教育部“长江学者与创新团队发展计划”创新团队，大学物理国家级教学团队。学科拥有一支理论基础扎实、具有理论物理学科特色、年富力强的创新人才队伍，其中包括国家杰出青年科学基金获得者3人，国家有突出贡献的专家1人，享受国务院政府特殊津贴专家6人，国家优秀青年基金获得者2人，教育部跨/新世纪人才6人，湖南省芙蓉学者特聘教授3人，全国百篇优秀博士论文导师和获得者2人，省杰出青年基金获得者7人。近五年来，湖南师范大学物理学科承担“973”课题及子课题5项、国家自然科学基金41项、省部级项目46项、其他课题17项，课题总经费3250万元，此外还有各级重点学科经费2700余万元。发表学术论文456篇，被SCI收录论文395篇，其中在Chem. Rev.发表论文1篇，美国Phys.Rev.系列及影响因子大于4.0的119篇，出版学术专著4部，获得国家授权发明专利4项，获得湖南省科学技术进步奖一等奖1项，湖南省自然科学奖一等奖1项。

1.理论物理：从理论上研究物质结构、相互作用和物质运动的基本规律的一门基础学科。该学科方向现有指导教师10人，其中国家杰出青年科学基金获得者2人，国家有突出贡献中青年科技专家1人、享受国务院政府特殊津贴专家2人、“芙蓉学者”特聘教授3人，3人入选教育部新世纪人才计划,2人获得湖南省杰出青年基金项目。方向负责人是匡乐满教授。近五年主持“973”计划子项目3个，主持国家自然科学基金重大研究计划2项、面上项目12项、省部级项目10余项，多人次参与国家“973”项目和国家重点项目研究。发表SCI论文160余篇，其中包括Phys. Rev. Lett.和Astrophy. J. Lett.在内的影响因子4.0以上杂志上发表50余篇。先后获得全国百篇优秀博士学位论文奖，教育部提名国家科技进步奖二等奖和湖南省科技进步奖二等奖等，1人获中国核物理学会颁发的“第5届胡济民教育科学奖”。该学科现已形成五个稳定的研究方向。

（一）光与物质相互作用物理

主要研究光与物质相互作用中的量子效应的起源、产生和控制，探索新的量子现象，发展量子信息学、关联电子学和量子通信，构建未来信息技术理论基础。

（二）引力、宇宙学与黑洞物理

主要研究引力理论、量子理论、热力学和统计物理等诸多学科交叉领域中的一些基本物理问题。

（三）凝聚态理论

主要研究固体表面界面微结构理论和介观纳米体系量子输运理论。采用量子力学第一性原理结合热力学研究金属氧化物表面和金属/绝缘体界面微结构及杂质吸附性能等。

（四）量子场论

主要研究引力场的量子涨落及量子光锥涨落效应、真空涨落与加速、引力场中原子的辐射性质、量子理论基本问题、弯曲时空量子效应和暗能量与宇宙加速膨胀等基本问题。

(五)粒子物理与原子核理论

主要研究粒子物理与原子核物理中的一些重要问题：格点规范理论、重味物理、强子结构和性质、强子的产生和衰变以及强子的核介质效应等。

2.原子分子物理：主要研究原子和分子的结构、运动规律及相互作用。该学科方向现有指导教师5人，其中国家杰出青年科学基金获得者1人，“潇湘学者”特聘教授1人。方向负责人是海文华教授。近五年主持“973”计划子项目1个，主持国家自然科学基金重大研究计划1项、面上项目5项、省部级项目4项。发表SCI论文100余篇，其中在影响因子4.0以上杂志上发表20余篇。2011年获得湖南省自然科学奖一等奖。该学科现已形成三个稳定的研究方向。

（一）冷原子物理

主要研究各种经典混沌系统及其在微扰下的量子混沌行为，重点研究超冷原子玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）和Paul囚禁离子体系中的的经典与量子混沌行为及其控制问题；研究经典混沌与量子纠缠的关联、经典混沌统的量子控制规律和纯量子混沌等重要性质。

（二）原子与外场相互作用

主要研究量子信息处理与量子计算机原理，利用原子分子系统构建量子逻辑网络的NMR实现方案；利用NMR技术制备二量子位体系的赝纯态、纠缠态等特殊量子态，实现量子Fourier变换、量子密集编码和Hogg量子收索等量子计算实验。

（三）胶体大分子系统

主要运用数值模拟方法研究胶体大分子的各种物理性质。通过几何约束研究排空作用的耦合问题以及多体排空作用。具体内容包括几何约束下的胶体大分子系统的排空作用，外场对排空力的影响，胶体系统中的熵致相变和多原子分子的本征能谱等。

3. 凝聚态物理:主要研究凝聚态物质的微观结构、粒子间相互作用、运动规律及其物理性质与应用。该学科方向现有指导教师9人，其中“洪堡学者”1人，“潇湘学者”特聘教授1人，教育部新世纪人才计划入选者2人，湖南省杰出青年基金获得者3人。方向负责人是周光辉教授。近五年主持国家自然科学基金重大研究计划2项、面上项目 12项、省部级项目6项。在国际主流学术期刊上发表论文110余篇，获得国家发明专利授权2项 ，包括Science、Appl Phys Lett、Carbon、Nanoscale、Nanotechnology和Small等国际主流学术期刊上发表SCI论文50余篇，被引用1000余次。近五年获得国家自然科学奖二等奖、广东省科学技术自然类一等奖、湖南省自然科学奖一等奖，广西壮族自治区自然科学奖三等奖等。该学科现已形成五个稳定的研究方向。

（1）表面界面与光电转换材料

主要用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，研究金属及金属氧化物表面、近表面和界面的微结构和化学反应特性，金属/绝缘体界面结构和热力学特性；太阳能薄膜材料、太阳电池材料、以及基于这些材料的太阳能利用研究。

（2）介观与低维量子结构物理

主要用散射矩阵与非平衡格林函数等解析方法和基于DFT的第一性原理计算，研究半导体2DEG、2D层状量子材料、拓扑绝缘体等低维低材料体系量子结构，在分别考虑电子-电子、电子-声子、自旋轨道耦合、无序及外场等作用下体系的微结构与电热输运相互关系及相应器件应用。

（3）纳米材料与器件物理

主要研究半导体与磁性材料纳米线、纳米管、纳米带等准一维纳米材的制备、表征与物性分析，以及基于这些材料的纳米器件原型的设计、构筑、测试与应用研究。

（4）纳米及介观结构

主要研究纳米及介观体系的表面与界面及相关物理性能尺度效应的纳米热力学理论等；原子化学键弛豫理论，外场对体系的能量微扰，光电、电子、力、热性能的有效调控的解析解；表面催化与聚集、固溶体理论、纳米合金相理论与非晶化学镀膜。

（5）软物质物理及交叉领域

主要以典型的软物质系统为研究对象，利用先进的实验技术、理论和模拟手段，重点围绕生命软物质物理、生物物理、纳米生物探针与生物成像、生物信息等多学科交叉的若干基本与前沿问题进行探索创新。

4.光学：主要研究光的产生、传播、探测、变换以及与物质的相互作用原理、技术及应用。该学科方向现有指导教师5人，其中国家杰出青年科学基金获得者1人，国家优秀青年基金获得者1人。近五年在Phys. Rev. Lett.和Phys. Rev. A等国际主流学术期刊发表SCI论文80余篇。方向负责人是方卯发教授。主持国家优秀青年基金1项，国家自然科学基金重点项目子项目2项，面上项目7项。获得教育部提名国家科学技术奖自然科学类二等奖1项。该学科现已形成四个稳定的研究方向

（一） 量子光学

主要研究光与物质相互作用中的非经典效应及其起源、产生、控制与应用问题；涵盖了光与原子相互作用的量子特性、共振荧光与超荧光、激光场中原子的运动以及激光致冷等前沿课题。

（二）、原子光学

主要研究原子光学的基本原理和最新进展。 涉及研究几何原子光学，包括辐射场对原子的力学效应、原子的激光冷却; 波动原子光学，包括原子在光学位势中的散射、原子干涉仪、物质波的干涉理论、玻色-爱因斯坦凝聚和原子激光等。

（三） 光学量子信息处理

主要研究量子计算、量子通信、量子纠缠、量子关联、量子熵动力学、量子成像、量子高精密测量等量子信息处理及其光学实现；开展与理论研究相对应的量子信息处理的光学实验研究以及光电子和光通信等实验研究。

（四）信息光学

主要研究用信息理论与富里叶变换研究光学成像与通信问题。具体研究光学富里叶变换与分数富里叶变换、光学全息和光学信息处理等信息光学前沿问题。