Семинар по научной литературе

Бакалавриат 2020/2021

Лучший по критерию «Полезность курса для Вашей будущей карьеры»

Лучший по критерию «Полезность курса для расширения кругозора и разностороннего развития»

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»

Статус: Курс обязательный (Физика)

Направление: 03.03.02. Физика

Кто читает: Базовая кафедра теоретической физики Института теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН

Где читается: Факультет физики

Когда читается: 4-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Преподаватели: Вергелес Сергей Сергеевич

Язык: русский

Кредиты: 7

Контактные часы: 48

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

Аннотация

Целями НИС «Современные проблемы физики конденсированных сред» являются: 1) создание среды для совершенствования и развития своей интеллектуального и культурного уровня, помощь в построении своей траектории профессионального развития и карьеры; 2) развитие навыков проведения профессиональной, в том числе научно-исследовательской деятельности в международной среде; 3) формирование навыков задавать и транслировать правовые и этические нормы в профессиональной и социальной деятельности, способности определять, транслировать общие цели в профессиональной и социальной деятельности; 4) формирование у студентов профессиональных компетенций, связанных с использованием современных инструментов, методов получения и обработки данных в сильнокоррелированных, разупорядоченных,и мезоскопических систем при низких температурах; 5) развитие умений, основанных на полученных знаниях, позволяющих получать ограничения на параметры конденсированного состояния; 6) получение студентами навыков самостоятельной исследовательской работы с использованием специфических методов низких температур; 7) получение практических навыков использования умений, позволяющих развивать качественные и количественные физические модели конденсированного состояния.

Цель освоения дисциплины

развитие навыков проведения профессиональной, в том числе научно-исследовательской деятельности в международной среде
формирование у студентов профессиональных компетенций, связанных с использованием современных инструментов, методов получения и обработки данных в сильнокоррелированных, разупорядоченных,и мезоскопических систем при низких температурах;
получение студентами навыков самостоятельной исследовательской работы с использованием специфических методов низких температур.
создание среды для совершенствования и развития своей интеллектуального и культурного уровня, помощь в построении своей траектории профессионального развития и карьеры;
формирование навыков задавать и транслировать правовые и этические нормы в профессиональной и социальной деятельности, способности определять, транслировать общие цели в профессиональной и социальной деятельности;
развитие умений, основанных на полученных знаниях, позволяющих получать ограничения на параметры конденсированного состояния;
получение практических навыков использования умений, позволяющих развивать качественные и количественные физические модели конденсированного состояния.
Научно-исследовательский семинар является одной из форм сквозной организации научно-исследовательской работы магистрантов в течение всего времени обучения, создающей условия для формирования компетенций комплексного применения знаний и навыков, получаемых в ходе обучения по всем другим дисциплинам программы, в процессе создания магистерской диссертации. Работа в НИС должна давать магистранту начальный опыт деятельности в профессиональном сообществе. Для полноценной работы в семинаре магистранты должны владеть знаниями, навыками и компетенциями всех дисциплин учебного плана программы (по мере их изучения). Логическим продолжением научно-исследовательского семинара выступает проект по тематике Базовой кафедры и научно-исследовательского семинара. Проект, также как и НИС, относится к Блоку 2 «Практики, проектная и/или научно-исследовательская работа» учебного плана образовательной программы. Материалы проектной работы могут быть использованы при выполнении части ВКР. Проект носит характер научного исследования. Основные задачи проекта: - применение полученных теоретических знаний при решении конкретных задач по направлению подготовки; - стимулирование навыков самостоятельной исследовательской и аналитической работы; - презентация навыков публичной дискуссии и защиты результатов проектной работы, предложений и рекомендаций. Проектная работа регулируется Положением о проектной, научно-исследовательской деятельности и практиках студентов Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики».

Планируемые результаты обучения

решает исследовательские задачи на применение изученных моделей
знает актуальные проблемы физики конденсированных сред и предлагает свое видение решения этих вопросов
пользуется полученными знаниями для решения экспериментальных и теоретических задач, делает качественные выводы при получении новых результатов исследований, производит оценки параметров и характеристик

Содержание учебной дисциплины

Слабая локализация и слабая антилокализация. Спин-орбитальное взаимодействие в низкоразмерных системах
Спин-орбитальное взаимодействие в проводящих системах. Взаимодействия типа Рашбы и Дрессельхауса. Механизмы релаксации спина: Дьяконова-Переля и Элиотта-Яфета. Слабая локализация в присутствии спин-орбитального взаимодействия. Качественная картина магнитосопротивления. Добавка к проводимости за счет электрон-электронного взаимодействия. Выделение добавки из эффекта Холла.
Проводимость систем в режиме изолятора: прыжковая проводимость, структура примесной зоны легированных полупроводников. Законы Мотта и Эфроса-Шкловского.
Структура примесной зоны при слабом легировании при низких температурах. Компенсация полупроводника. Край подвижности. Прыжковая и активационная проводимость. Связь задачи о проводимости разупорядоченной системы с задачами перколяции. Кулоновская щель в плотности состояний. Законы Мотта и Эфроса-Шкловского.
Переход металл-изолятор. Скейлинговая гипотеза. Переход от слабой к сильной локализации.
Переход Андерсона. Скейлинговая теория локализации. Минимальная металлическая проводимость. Предел Иофффе-Регеля. Наблюдение перехода от слабой к сильной локализации в двумерных системах. Критерии изолятора и металла. Наблюдение перехода металл-изолятор в двумерных системах. Феноменология квантового фазового перехода.
Переходы Пайерлса, переходы в состояние волны спиновой плотности. Переход Мотта.
Отсутствие фазового перехода и металлического основного состояния в одномерной системе. Неустойчивость одномерной системы с межэлектронным взаимодействием относительно образования волн зарядовой и спиновой плотности. Квазиодномерные системы. Вектор Нестинга. Модель сильно-взаимодействующей системы Мотта-Хаббарда. Переход Мотта.
Явление пробоя: Зинеровский, магнитный пробой, пробой квантового эффекта Холла
Пробой классический и квантовый. Диод Ганна. Зинеровский пробой. Представления о магнитоосцилляциях сопротивления для сложных Ферми-поверхностей. Магнитный пробой. Пробой квантового эффекта Холла. Представление о несжимаемых шнурах квантового эффекта Холла.
Квантовые и классические механизмы магнитосопротивления.
Рассматриваемые вопросы. Соразмерные магнитоосцилляции. Осцилляции АльтшулераАронова-Спивака, гигантское магнитосопротивление, быстрые осцилляции, межслойное туннелирование в слоистых системах, магнитосопротивление из-за сжатия волновой функции, магнитосопротивление за счет Зеемановского расщепления, классическое магнитосопротивление

Элементы контроля

Домашнее задание
Устный доклад

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (2 модуль)
0.7 * Домашнее задание + 0.3 * Устный доклад

Программа дисциплины