FIZYKA CIAŁA STAŁEGO – MAGNETYZM I NADPRZEWODNICTWO

FIZYKA CIAŁA STAŁEGO – MAGNETYZM I NADPRZEWODNICTWO
wtorki sala A, godz. 10:00 – 12:00
wykład: dr hab. Andrzej Szewczyk, ćwiczenia: dr Anna Ciechan
początek: 17.02.2015 ;
I.
koniec: 9.06.2015
MAGNETYZM
1. WPROWADZENIE
Podstawowe pojęcia w ujęciu klasycznym i kwantowym; „pochodzenie” momentów
magnetycznych (moment orbitalny, spinowy, jądrowy); połoŜenie „pierwiastków
magnetycznych” w układzie okresowym; podstawowe układy jednostek (CGS Gaussa i SI),
równania Maxwella;
2. MOMENTY MAGNETYCZNE ZLOKALIZOWANE (na jonach, molekułach, ...)
a. Atom w polu magnetycznym;
b. Termodynamiczny schemat obliczania parametrów;
c. Momenty nieoddziałujące ze sobą (indukowany polem magnetycznym diamagnetyzm;
moment magnetyczny swobodnych jonów – reguły Hunda; wpływ otoczenia na
momenty atomowe: pole krystaliczne efekt Jahna-Tellera; magnetyzmem pierwiastków
3d i 4f; paramagnetyzm – prawo Curie);
d. Momenty sprzęŜone ze sobą: mechanizmy sprzęŜenia (oddziaływanie dipolowe – słabe,
długozasięgowe; wymiana - sprzęŜenie silne, krótkozasięgowe); podstawowe modele
układu sprzęŜonych momentów magnetycznych ( Isinga, Heisenberga, XY);
ferromagnetyzm (model pola molekularnego, prawo Curie-Weissa);
antyferromagnetyzm; ferrimagnetyzm; superparamagnetyzm; uporządkowania złoŜone
(helikoidalne, szkła spinowe itd.); fale spinowe (magnony); opis magnetyków w
przybliŜeniu ośrodka ciągłego (pole odmagnesowania, anizotropia, magnetostrykcja,
struktura domenowa, histereza;
e. Przemiany fazowe i zjawiska krytyczne: klasyfikacja (stara – Ehrenfesta i współczesna),
teoria Landaua i Ginzburga-Landaua; przejścia kwantowe;
3. MAGNETYZM WĘDROWNYCH (prawie swobodnych) ELEKTRONÓW
Paramagnetyzm Pauliego; ferromagnetyzm – kryterium Stonera; diamagnetyzm Landaua;
4. UKŁADY O ZLOKALIZOWANYCH MOMENTACH MAGNETYCZNYCH SPRZĘśONYCH
ZA POŚREDNICTWEM WĘDROWNYCH NOŚNIKÓW
(efekt Kondo, sprzęŜenie RKKY)
5. UKŁADY O SILNIE SKORELOWANYCH ELEKTRONACH - model Hubbarda
6. ZJAWISJKA „EGZOTYCZNE” (układy o obniŜonej wymiarowości, frustracja, monopole)
II.
NADPRZEWODNICTWO
1. Podstawowe pojęcia, teoria fenomenologiczna
a. Podstawowe atrybuty stanu nadprzewodzącego
(zerowy opór, efekt Meissnera)
b. Model Londonów
c. Nadprzewodniki I i II rodzaju
d. Teoria Ginzburga-Landaua
2. Elementy teorii BCS, fizyczna interpretacja parametru
uporządkowania - funkcji ψ(x) – Ginzburga-Landaua
3. Kwantowanie strumienia magnetycznego, materia wirów
4. Zjawisko Josephsona i zasada działania SQUID’u
5. Przegląd materiałów wykazujących nadprzewodnictwo.
PODSTAWA WYKŁADU