Úvod do fyziky vysokoteplotních supravodičů - NFPL101

• Anglický název: Introduction to High Temperature Superconductor Physics
• Zajišťuje: Katedra fyziky nízkých teplot (32-KFNT)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2023
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 3
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/0, Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Způsob výuky: prezenční
• Garant: RNDr. Jan Koláček, CSc.; Mgr. Michal Šindler, Ph.D.
• Vyučující: RNDr. Jan Koláček, CSc.; Mgr. Michal Šindler, Ph.D.
• Kategorizace předmětu: Fyzika > Fyzika pevných látek

Anotace

čeština

Fyzikální vlastnosti vysokoteplotních supravodičů, teoretické modely (BCC, non BCC), supravodivé materiály, magnetické víry, současné aplikace supravodivosti, vhodné pro 1. a 2.r. Mgr. studia.

Poslední úprava: Chlan Vojtěch, doc. RNDr., Ph.D. (14.05.2019)

angličtina

Physical properties of high temperature superconductors, relevant theoretical models, superconducting materials, vortices, vortex properties, vortex dynamics.

Poslední úprava: T_KFNT (22.05.2001)

Podmínky zakončení předmětu

Zkouška probíhá ústní formou. Požadavky ke zkoušce odpovídejí sylabu předmětu v rozsahu, který byl prezentován na přednášce.

Poslední úprava: Chlan Vojtěch, doc. RNDr., Ph.D. (12.06.2019)

Literatura

[1] C. P. Poole Jr., H. A. Farach, R. J. Creswick: Superconductivity (Academic Press)

[2] A.J. Leggett: https://courses.physics.illinois.edu/phys598sc2/fa2015/ (poznámky/skripta k přednásce)

[3] J. F. Annett: Superconductivity, Superfluids, and Condensates (Oxford Master Series in Condensed Matter Physics)

[4] L. Skrbek a kolektiv: Fyzika nízkých teplot II. část (Matfyzpress)

Poslední úprava: Šindler Michal, Mgr., Ph.D. (25.06.2025)

Sylabus

čeština

I. Úvod.
Historie supravodivosti. Rekordní kritická teplota. Fyzikální jednotky (SI,cgs). Londonovy rovnice. Kramers-Kronig relace

II. Teoretické modely - BCS.
Teorie Bardeena, Coopera, Schriefra (BCS). Základní parametry. Symetrie parametru uspořádání. Cooperovy páry (singlet, triplet). BCS teorie pro d-párování. Popis systémů s p-párování ( supratekutost He3).

III. Kvantované víry
Kvantované víry v klasických a vysokoteplotních supravodičích. Anizotropie vírů. Mřížka kvantovaných vírů. Fázový diagram mřížky vírů. Pohybová rovnice vírů (kotvení vírů, viskozita, hmota víru)

IV. Materiály.
Hydridy, MgB2, UTe2 a další nekonvenční supravodiče.

Kupráty - struktura, fázový diagram, normální stav, supravodivý stav. Nikeláty - analog kuprátů

Pniktidy - struktura, fázový diagram, základní vlastnosti.

V. Aplikace - současný stav a výhledy.
Průmyslové aplikace. Přenos elektrického proudu. Kvantové počítání. Doprava (Maglev).

Poslední úprava: Šindler Michal, Mgr., Ph.D. (25.06.2025)

angličtina

I. Introduction
History of superconductivity. Record critical temperature. Physical units (cgs to SI conversion). London equations and Kramers-Kronig relations.

II. BCS theory
Bardeen, Cooper, Schriefer (BCS) theory. Basic parameters.Symmetry of the order parameter. Cooper pairs (singlet, triplet). BCS theory for d-wave superconductors. Description of p-wave systems (liquid He3)

III. Vortices
Basic concepts. Anisotropy of vortex. Vortices in classical and high-temperature superconductors. Vortex lattice. Phase diagram. Equation of vortex motion (pinning, viscosity, vortex mass)

IV. Materials.
Hydrides, MgB2, UTe2, heavy fermion superconductors and other unconventional superconductors.

Cuprates - structure, doping, phase diagram, normal state properties, superconducting dome, pseudogap, strange metal. Nickelates - cuprate analog.

Pnictides - structure, phase diagram, properties.

V. Application - current stage and the outlook.
Large-scale applications. Electric current transport. Transport (Maglev train). Quantum computing

Poslední úprava: Šindler Michal, Mgr., Ph.D. (25.06.2025)