Selected Topics on Solid State Theory - NFPL065

• Title: Vybrané partie z teorie pevných látek
• Guaranteed by: Department of Condensed Matter Physics (32-KFKL)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2016 to 2020
• Semester: winter
• E-Credits: 3
• Hours per week, examination: winter s.:2/0, Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: not taught
• Language: Czech
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Guarantor: Štefan Zajac

Annotation

English

Last update: Mgr. Kateřina Mikšová (02.02.2022)

Cooperative phenomena in solids. Ferromagnetism in the model of localized and itinerant electrons. Spin waves theory. Various types of magnetic order in solids and their elementary excitations. Electrodynamics of metals and semiconductors. Interaction between itinerant electrons and phonons. Microscopic theory of superconductivity.

Czech

Last update: Mgr. Kateřina Mikšová (02.02.2022)

Kooperativní jevy v pevných látkách. Feromagnetismus v modelu lokalizovaných a itinerantních elektronů. Spin vlnová teorie. Různé druhy magnetického uspořádání v pevných látkách a jejich elementární excitace. Elektrodynamika kovů a polovodičů. Interakce elektronů s fonony. Mikroskopická teorie supravodivosti.

Literature

Last update: Mgr. Kateřina Mikšová (02.02.2022)

W.A.Harrison: Solid State Theory, McGraw Hill, New York 1970.

O.Madelung: Festkörpertheorie I,II, Springer, New York 1972.

Ľ.Hrivnák, V. Bezák, J.Foltyn, M.Ožvold: Teória tuhých látok, Veda, Bratislava 1985.

S.V.Vonsovskij: Magnetizm, Nauka, Moskva 1971.

Elements of Theoretical Magnetism, Academia, Praha 1968.

J.Crangle: The Magnetic Properties of Solids, E.Arnold, London 1977

Syllabus

English

Last update: Mgr. Kateřina Mikšová (02.02.2022)

1. Many body phenomena in solids.

General formulation of the problem of many particle systems. Elementary excitations - quasiparticles. Plasmons in metals.

2. Ferromagnetism in the model of localized electrons.

Direct exchange interaction and Heisenberg model of ferromagnetism. Theory of spin waves. Temperature dependence of spontaneous magnetization of ferromagnets.

   3. Ferromagnetism in the model of itinerant electrons.

Band energy spectrum of tranmsition metals, exchange splitting of bands. Criterion of band ferromagnetism. Spin waves excitations in ferromagnetio metals. Hubbard model of ferromagnetism.

4. Antiferromagnetism, ferrimagnetism, helimagnetism and other types of magnetic order.

Generalization of spin-wave theory for various types of magnetic order. Theory of indirect exchange, double exchange and super exchange. Rudermann-Kittel-Kasua-Yosida exhange interaction. Magnetism of f-elektron magnetic materials.

5. Electrodynamics of metals and semiconductors.

Interaction of itinerant electrons with phonons. Normal and anomalous skin effect. De Haas - van Alphen phenomenon. Determination of Fermi surfaces of itinerant electrons in metals. Microscopic theory of superconductuvity.

Czech

Last update: Mgr. Kateřina Mikšová (02.02.2022)

1. Mnohočásticové jevy v pevných látkách.

Obecná formulace problému mnoha částic. Elementární excitace - kvazičástice. Plazmony v kovech. 

2. Feromagnetismus v modelu lokalizovaných elektronů.

Přímá výměnná interakce a Heisenbergův model feromagnetismu. Teorie spinových vln - magnonů. Teplotní závislost spontánní magnetizace feromagnetik.

3. Feromagnetismus v modelu itinerantních elektronů.

Energetická spektra tranzitivních kovů, výměnné štěpení pásů. Kritérium pásového feromagnetismu. Spinvlnové excitace v kovových feromagnetikách. Hubbardův model feromagnetismu.

4. Antiferomagnetismus, ferimagnetismus, helimagnetismus a další typy magnetických uspořádání.

Zobecnění spin-vlnové teorie pro různé druhy magnetických uspořádání. Teorie nepřímé výměny, dvojité výměny a supervýměny. Rudermannova-Kittelova-Kasuyova-Yosidova výměnná interakce. Magnetismus f-elektronových magnetických materiálů.

5. Elektrodynamika kovů a polovodičů.

Interakce vodivostních elektronů s fonony. Normální a anomální skin efekt. De Haasův - van Alphenův jev. Určování Fermiho ploch vodivostních elektronů v kovech. Mikroskopická teorie supravodivosti.