Complementi di struttura della materia

Corso di Studio:
Laurea magistrale in Scienze fisiche
Docenti:
Samuele Sanna , Pietro Carretta
Anno accademico:
2016/2017 (Altri: 2017/2018 2015/2016 2014/2015 2013/2014)
Semestre:
N/D
Lingua di insegnamento:
Italiano / english friendly
Codice corso:
500600
Settore scientifico/disciplinare:
N/D
Crediti formativi:
6
Ore di lezione:
48

Obiettivi

Apprendimento degli aspetti di base riguardanti le transizioni di fase e le proprietà dei materiali magnetici e superconduttori.

Prerequisiti

Conoscenza dei fondamenti della meccanica quantistica e della meccanica statistica e delle nozioni di base della struttura dei solidi: strutture reticolari, le bande elettroniche e le vibrazioni reticolari. Queste nozioni dovrebbero essere state acquisite nel corso della laurea triennale.

Programma

Vengono presentati gli aspetti generali delle transizioni di fase: fenomenologia, transizioni del primo e del secondo ordine, parametro d'ordine, funzioni di risposta, esponenti critici. Viene trattata la funzione di correlazione, il fattore di struttura statico e il loro comportamento in prossimità di una transizione di fase, gli effetti di correlazione tra variabili critiche e il modello di Stoner-Hubbard. Saranno quindi illustrate le proprietà magnetiche della materia. Nei metalli viene descritta: la suscettività generalizzata, i livelli di Landau, effetto de Haas-Van Alphen, diamagnetismo di Landau e paramagnetismo di Pauli, gli effetti di dimensione finita e le onde di densità di spin. Negli isolanti sono richiamati il paramagnetiso di Curie, Van-Vleck e gli effetti di campo cristallino. Vengono presentate le interazioni di scambio dirette e indirette e successivamente il ferromagnetismo, l'antiferromagnetismo e altri tipi di ordine magnetico, le loro proprietà statiche e le onde di spin. Sono inoltre illustrati gli effetti indotti dalla frustrazione magnetica e le proprietà dei magneti molecolari. Saranno infine trattati gli aspetti fondamentali dei superconduttori: proprietà termodinamiche, equazioni di London, la formazione delle Coppie di Cooper, il Gap e l'effetto isotopico, l'effetto Josephson e lo SQUID e illustrata la teoria di Ginzburg-Landau. Saranno inoltre presentate alcune tecniche sperimentali adatte allo studio dei materiali magnetici e superconduttori: magnetometria, NMR, µSR e diffusione di neutroni.

Bibliografia

G. Grosso and G. Pastori Parravicini, Solid State Physics (Academic Press, 2000).
H. Eugene Stanley, Introduction to Phase Transitions and Critical Phenomena (Oxford University Press)
C. Kittel, Introduction to Solid State Physics (John Wiley & Sons 2005)

Modalità di esame

Esame orale