Sylabus
* (1) Úvod Magnetické 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 elektronů Oscilátorový model Farradayova a Voigtova jevu. * (3) Magnetizmus lokalizovaných elektronů Vodíkový 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 prostředí Interakce 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) Ferromagnetizmus Weissův model ferromagnetizmu, teorie středního pole, kolektivní excitace, anizotropie, ferromagnetické jevy * (6) Antiferromagnetizmus a další druhy magnetického uspořádání Weissův model antiferromagnetizmu, ferrimagnety, amorfní magnety, spinová skla, helimagnetizmus, měření magnetického uspořádání * (7) Magnetizmus kovů Model 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 symetrie Geometrická frustrace, Heisenbergův a Isingův model, excitace, magnony, spinové vlny, Blochův 3/2 zákon. * (9) Mikromagnetizmus, domény a hystereze Mikromagnetická energie, doménové stěny (orientace, nukleace, lokalizace, dynamika). * (10) Magnetická rezonance Elektronová paramagnetická rezonance, ferromagnetická rezonance, jaderná magnetická rezonance. * (11) Režimy vlivu různých interakcí, efekty redukované dimenze Superparamagnetizmus, kvantové fázové přechody, anizotropní magnetorezistence, gigantická magnetorezistence, charakteristické vzdálenosti, tenké vrstvy, kvantové tečky. * (12) Experimentální metody Růst 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 elektronika Spinově polarizované proudy, materiály pro spinovou elektroniku, magnetické sensory, magnetická paměť, magnetický zápis informace, kolosální magnetorezistance.
Anotace
Semestrální výběrový kurz z pokročilých kapitol magnetizmu v pevných látkách je určen studentům fyziky navazujícího magisterského studia. Předpokládají se znalosti ze základního kurzu Fyzika II-Elektřina a magnetizmus, základy kvantové teorie, teorie pevných látek a matematické analýzy. V rámci přednášky budou zavedeny základní fyzikální veličiny popisující magnetické pole a magnetické vlastnosti látek, budou podrobně rozebrány magnetické vlastnosti volných a vázaných elektronů, různé formy magnetizmu, magnetická uspořádání v látce, porušení symetrie, geometrická frustrace, doménové stěny, ma