Předmět Magnetizmus v pevných látkách (NOOE132)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu NOOE132 - Magnetizmus v pevných látkách, Matematicko-fyzikální fakulta, Univerzita Karlova v Praze (UK).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Cílem přednášky je posluchače seznámit se základními principy teorie magnetizmu, různými druhy magnetického uspořádání, interakcí a anizotropie. Důraz bude kladen také na výklad moderních témat, jako jsou kvantové Hallovy jevy (celočíselný, zlomkový, spinový), základy spinové elektroniky, spontánní porušení symetrie a roli mnoha-částicových interakcí. Posluchači se seznámí s experimentálními metodami studia magnetických látek, různými druhy magnetických materiálů, jejich přípravou a aplikacemi.

Sylabus

(1) ÚvodMagnetické pole, magnetizace, magnetický dipólový moment, Maxwellovy rovnice, magnetostatika, magnetostatická energie a magnetická síla, precese, Bohrův magneton, spinový a orbitální moment hybnosti, Pauliho matice, spinory. (2) Magnetizmus volných elektronůOscilátorový model Farradayova a Voigtova jevu. (3) Magnetizmus lokalizovaných elektronůVodíkový atom a moment hybnosti, mnoha-elektronový atom, paramagnetizmus, diamagnetizmus, působení sil na paramagnetickou a diamagnetickou látku, ionty v pevných látkách, atom v magnetickém poli, magnetická susceptibilita, Brillouinova funkce, van Vleckův paramagnetizmus, Hundova pravidla, LS a jj vazba, spin jádra, hyperjemná interakce, g-faktor. (4) Krystalová a molekulární prostředíInterakce s polem krystalu, Jahn-Tellerův jev, jaderná magnetická rezonance, elektronová spinová rezonance, Mossbauerova spektroskopie, interakce (magnetická dipólová interakce, výměnná interakce, přímá a nepřímá interakce, anizotropní výměnná interakce) (5) FerromagnetizmusWeissův model ferromagnetizmu, teorie středního pole, kolektivní excitace, anizotropie, ferromagnetické jevy (6) Antiferromagnetizmus a další druhy magnetického uspořádáníWeissův model antiferromagnetizmu, ferrimagnety, amorfní magnety, spinová skla, helimagnetizmus, měření magnetického uspořádání (7) Magnetizmus kovůModel volných elektronů, Pauliho paramagnetizmus, Landauovy hladiny, paramagnetická a diamagnetická odezva elektronového plynu, RKKY interakce, excitace elektronového plynu (disperze základních spinových excitací při Landauově kvantování), vliv mnoha-částicových interakcí, Kondo efekt. (8) Magnetické uspořádání a porušení symetrieGeometrická frustrace, Heisenbergův a Isingův model, excitace, magnony, spinové vlny, Blochův 3/2 zákon. (9) Mikromagnetizmus, domény a hysterezeMikromagnetická energie, doménové stěny (orientace, nukleace, lokalizace, dynamika). (10) Magnetická rezonanceElektronová paramagnetická rezonance, ferromagnetická rezonance, jaderná magnetická rezonance. (11) Režimy vlivu různých interakcí, efekty redukované dimenzeSuperparamagnetizmus, kvantové fázové přechody, anizotropní magnetorezistence, gigantická magnetorezistence, charakteristické vzdálenosti, tenké vrstvy, kvantové tečky. (12) Experimentální metodyRůst materiálů, měření magnetických domén a objemové magnetizace, magneto-optika, magneto-transport (Shubnikov-de Haasův jev), měření magnetizace (de Haasův-van Alphenův jev), SQUID, Hallovy jevy (klasický, kvantový celočíselný a zlomkový, spinový). (13) Magnetické materiály (14) Spinová elektronikaSpinově polarizované proudy, materiály pro spinovou elektroniku, magnetické sensory, magnetická paměť, magnetický zápis informace, kolosální magnetorezistance.

Literatura

[1] J.M.Coey, Magnetism and Magnetic Materials, Cambridge University Press, 2010.[2] S. Blundell, Magnetism in Condensed Matter, Oxford Master Series in Condensed Matter Physics, Oxford University Press, 2001.

Garant

RNDr. Jan Kunc, Ph.D.