FA800 Fyzika kondenzovaných látek III

Přírodovědecká fakulta
jaro 2015
Rozsah
3/1. 4 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Václav Holý, CSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Josef Humlíček, CSc.
Ústav fyziky kondenzovaných látek – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. Mgr. Dominik Munzar, Dr.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky kondenzovaných látek – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Přednáška podává základy magnetických a dielektrických vlastností pevných látek v rozsahu nutném pro magisterský kurs fyziky. Po úspěšném absolvování kurzu ude student schopen vysvětlit základní magnetické a dielektrické vlastnosti pevných látek, úspěšně tyto znalosti použít pro nové typy materiálů a analyzovat magnetické a dielektrické vlastnosti daného materiálu.
Osnova
  • 1. Odezva fyzikálního systému na vnější působení 1.1. Základy teorie lineární odezvy Předpoklady teorie Funkce lineární odezvy Kramers-Kronigova transformace Nelokální případ 1.2. Elastická odezva na vnější sílu Tenzor napětí a deformace Hookův zákon Elastické konstanty v izotropním a anizotropním případě Souvislost elastických konstant s mikrostrukturou – akustické fonony, VFF model Plastická deformace, creep Exp. metody studia elastické a plastické odezvy 1.3. Odezva na vnější elektrické pole Vnější elektrické pole, polarizace dielektrika, permitivita Příklady odezvových funkcí (elektronový plyn, orientační polarizace, iontový krystal), více ve Fyzice pevných látek II 1.4. Odezva na vnější magnetické pole Vnější a vnitřní magnetické pole, magnetizace, susceptibilita Magnetický moment atomu Diamagnetismus Hundova pravidla, Wigner-Eckartův teorém Paramagnetická susceptibilita, Curieho zákon Zamrzání orbitálního momentu, 3d a 4f elektrony Paramagnetismus volných elektronů 2. Spontánní upořádání v pevných látkách – teorie středního pole 2.1. Spontánní uspořádání elektrických momentů Příklady feroelektrických látek Lineární řetízek Landauova teorie, přechody I. a II. druhu Piezoelektrické látky 2.2. Spontánní uspořádání magnetických momentů Typy uspořádání magnetických momentů Dvojice momentů Heisenbergův hamiltonián, Isingův hamiltonián Weissova teorie středního pole Magnetická susceptibilita nad Tc – Curieho-Weissův zákon Teplotní závislost magnetizace pod Tc Weissova teorie pro antiferomagnetika Měrná tepelná kapacita Magnony, 3/2-zákon Zmínka o multiferoikách Itinerantní magnetismus - Stonerův model Magnetismus nanočástic, superparamagnetismus Magnetismus v polovodičích – diluted magnetic semiconductors, magnetické inkluze v diamagnetickém polovodiči Exp. metody: magnetometrie, NMR, Mössbauerova spektroskopie, neutronový rozptyl, XMCD 3. Fyzikální jevy u povrchů a rozhraní 3.1. Krystalografie v 2D Bodová symetrie 2D mřížek, Bravaisovy mřížky v 2D Nadmřížky – povrchová rekonstrukce, adsorbované atomy Reciproká mřížka Exp. metody: LEED, grazing-incidence rtg difrakce 3.2. Povrchové fonony Polonekonečný lineární řetízek Podmínky existence lokalizovaných stavů Polonekonečný trojrozměrný krystal Raleighův model – dlouhovlnné akustické fonony Povrchové polaritony 3.3. Povrchové elektronové stavy Schrödingerova rovnice pro elektron v polonekonečném lineárním řetízku Podmínky existence povrchových stavů Polonekonečný trojrozměrný krystal, více ve Fyzice pevných látek II Exp. metody: XPS, UPS
Literatura
  • J. M. D. Coey, Magnetism and magnetic materials, Cambridge Univ. Press 2010
  • IBACH, H. Physics of surfaces and interfaces. Berlin: Springer, 2006, xii, 646. ISBN 3540347097. info
  • DESJONQUÉRES, Marie Catherine a D. SPANJAARD. Concepts in surface physics. Berlin: Springer Verlag, 1998, xv, 605. ISBN 3540586229. info
  • LÜTH, Hans. Surfaces and interfaces of solid materials. 3rd ed. Berlin: Springer Verlag, 1998, xii, 556. ISBN 3540585761. info
  • CHAIKIN, Paul M. a T. C. LUBENSKY. Principles of condensed matter physics. Cambridge: Cambridge University Press, 1995, xx, 699. ISBN 9780521794503. info
  • ASHCROFT, Neil W. a N. David MERMIN. Solid state physics. South Melbourne: Brooks/Cole, 1976, xxi, 826 s. ISBN 0-03-083993-9. info
Výukové metody
přednáška a povinné cvičení
Metody hodnocení
písemný test, ústní zkouška. Je vyžadována aktivní účast na seminářích, řešení problémů na seminářích a odevzdání řešení individuálně zadaného problému
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, jaro 2012 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.