Бакалавриат
2024/2025
Квантовые материалы
Статус:
Курс обязательный (Физика)
Направление:
03.03.02. Физика
Где читается:
Факультет физики
Когда читается:
4-й курс, 3 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Охват аудитории:
для своего кампуса
Преподаватели:
Глушков Владимир Витальевич
Язык:
русский
Кредиты:
6
Программа дисциплины
Аннотация
В данном курсе будет дано описание отличительных особенностей т.н. квантовых материалов, представляющих собой материалы с сильной электронной корреляцией. Будет рассмотрен ряд конкретных систем, включающих в себя материалы с переходом металл-диэлектрик, соединения с коллосальным магнетосопротивлением, низкоразмерные системы, топологические изоляторы и полуметаллы. Основное внимание будет уделено процессам электронного и спинового переноса.
Цель освоения дисциплины
- - формирование у студентов профессиональных компетенций в области физики конденсированных сред, с акцентом на физику низкоразмерных и сильно коррелированных электронных систем; приобретение студентами навыков самостоятельной работы; - формирование подходов, основанных на полученных знаниях, позволяющих проводить научные исследования и анализировать полученные результаты; - развитие умений, позволяющих развивать качественные и количественные физические модели электронных процессов в низкоразмерных и сильно коррелированных электронных системах.
Планируемые результаты обучения
- Формирование у студентов профессиональных компетенций в области физики конденсированных сред
- Развитие умений, позволяющих развивать качественные и количественные физические модели электронных процессов в низкоразмерных и сильно коррелированных электронных системах
- Формирование подходов, позволяющих проводить научные исследования и анализировать полученные результаты
Содержание учебной дисциплины
- Методы измерения физических величин. Применение магнитных полей в физическом эксперименте. Модель Друде: проводимость, эффект Холла, магнитосопротивление и циклотронный резонанс.
- Модель Ферми-газа. Плотность состояний, энергия Ферми и химический потенциал для электронных систем различной размерности
- Одноэлектронное приближение. Зонный спектр. Приближения сильной и слабой связи. Эффективная масса
- Квазичастицы. Функции распределения квазичастиц и частиц. Электроны и дырки в полупроводниках. Экситоны. Плазмоны в металлах. Плазмон-поляритоны на границе двух сред
- Квазиклассическое квантование движения в магнитном поле. Уровни Ландау. Плотность состояний. Квантовые осцилляционные явления. Эффекты де Гааза-ван Альфена и Шубникова-де Гааза
- Проблема корреляций. Короткодействующие (хаббардовские) корреляции. Дальнодействующие (кулоновские) корреляции. Кулоновская щель
- Переход металл-изолятор. Локализованные и делокализованные состояния. Модели Андерсона и Мотта. Переход металл-изолятор в легированном полупроводнике. Критерий Мотта
- Примесные ионы с d- и f-электронами в металлах. Локализованные магнитные моменты.
- Квантовые критические явления, квантовые фазовые переходы, роль беспорядка
- Квантовый эффект Холла. Топологические изоляторы и полуметаллы
Элементы контроля
- Посещение лекцийТекущий контроль предусматривает посещение лекций и ответы на устные вопросы в рамках лекций.
- ЭкзаменОитоговая = Оэкз (где Оэкз – оценка за экзамен) Студенты с Отекущая <5 к экзамену не допускаются. Студенты с Отекущая >8 могут отвечать на 1 вопрос по выбору из 2 в билете на экзамене.
Промежуточная аттестация
- 2024/2025 3rd moduleТекущий контроль предусматривает посещение лекций и ответы на устные вопросы в рамках лекций. Итоговый контроль – устный экзамен в формате беседы. Билет содержит 2 вопроса. Текущая оценка Отекущая рассчитывается исходя из количества посещенных лекций L и ответов на вопросы N, отнесенных к общему числу лекций L0 и числу заданных вопросов N0 как: Отекущая = 5(L/L0+ N/N0). Итоговая оценка определяется соотношением Оитоговая = Оэкз (где Оэкз – оценка за экзамен) Студенты с Отекущая <5 к экзамену не допускаются. Студенты с Отекущая >8 могут отвечать на 1 вопрос по выбору из 2 в билете на экзамене.
