Typ przedmiotu: Wykład specjalistyczny, fakultatywny – dowolnego wyboru, polecany szczególnie dla specjalności:
fizyka doświadczalna, fizyka nowych materiałów na kierunku fizyka oraz fizyka materiałów wielofunkcjonalnych i fizyka medyczna na kierunku fizyka techniczna.
Treści merytoryczne przedmiotu: Magnetyzm i materiały magnetyczne – wczoraj i dziś. Elementy magnetostatyki: - podstawowe wielkości (moment magnetyczny, namagnesowanie, podatność magnetyczna)- jednostki miar - typy magnetyzmu (dia-, para-, ferro-, antyferro-, ferri-, heli-, meta-, mikto-szkła spinowe). Termodynamika magnetyzmu. Magnetyzm atomowy:- swobodne atomy i proste jony (moment magnetyczny, diamagnetyzm, paramagnetyzm) - cząsteczki i kryształy (pole krystaliczne, efekt Jahna-Tellera). Porządek magnetyczny dalekiego zasięgu: - oddziaływania wymienne - ferromagnetyzm – antyferromagnetyzm. Magnetyzm metali i stopów: - paramagnetyzm Pauliego – diamagnetyzm - ferromagnetyzm i antyferromagnetyzm (domeny magnetyczne). Metody pomiarowe: - generacja pól magnetycznych (pola stacjonarne, pola impulsowe) - pomiar namagnesowania i podatności magnetycznej - neutronografia (ND, PNS, INS) - metody rezonansowe (NMR, NQR, EPR, FMR, mSR, MS, PAC, XMCD, XRMS) - metody magnetooptyczne (MOKE, SMOKE) - zjawiska termiczne (ciepło właściwe, opór elektryczny, efekt Halla, siła termoelektryczna, przewodnictwo ciepła). Materiały magnetyczne i ich zastosowania: - magnesy trwałe - miękkie materiały magnetyczne - stopy z pamięcią kształtu - ciecze magnetyczne. Współczesne kierunki badań magnetyzmu: - układy z silnie skorelowanymi elektronami - magnetyzm niskowymiarowy - półprzewodniki magnetyczne – multiferroiki - magnetyzm molekularny, nanomagnetyzm, ciecze magnetyczne - biomagnetyzm, geomagnetyzm. Magnetyzm układów z silnie skorelowanymi elektronami: - ciecz Fermiego - przejawy silnych korelacji elektronowych (fluktuacje spinowe, mieszana wartościowość, efekt Kondo, ciężkie fermiony) - makroskopowe własności układów pojedynczych domieszek Kondo- własności sieci Kondo - układy nielandauowskich cieczy fermionów (NFL) - współistnienie magnetyzmu i nadprzewodnictwa - nadprzewodnictwo niekonwencjonalne - nadprzewodniki ciężko fermionowe. Założenia i cele przedmiotu: Po zaliczeniu tego przedmiotu student będzie posiadał wiedzę z podstaw magnetyzmu atomowego i pasmowego, eksperymentalnych metod badawczych w dziedzinie magnetyzmu, generacji i wykorzystywania silnych pól magnetycznych w technice i nauce oraz rodzajów materiałów magnetycznych i ich zastosowań. Ponadto wykład ma na celu prezentację najbardziej aktualnych kierunków badań naukowych w dziedzinie magnetyzmu, ze szczególnym uwzględnieniem zagadnień silnych korelacji elektronowych w ciele stałym. Wykaz literatury podstawowej: 1. Charles Kittel, „Wstęp do fizyki ciała stałego”, PWN, Warszawa 1999
2. Bogdan Staliński, „Magnetochemia”, PWN, Warszawa 1966
3. Andrzej Oleś, „Metody doświadczalne fizyki ciała stałego”, WNT, Warszawa 1998
Literatura dodatkowa:
1. Stephen Blundell: "Magnetism in Condensed Matter", Oxford University Press, 2001
2. Ernst Bauer, http://www.ifp.tuwien.ac.at/institut/lva/skripten/ 131.047 Highly Correlated Electron Systems
3. Allan H. Morrish, „Fizyczne podstawy magnetyzmu”, PWN, Warszawa 1970
4. Robert M. White, "Kwantowa teoria magnetyzmu", PWN, Warszawa 1979
Uwagi: Pracowni Instytutu Niskich temperatur i Badań Strukturalnych PAN. |
