Магистратура
2021/2022




Прикладная сверхпроводимость и магнетизм
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 по выбору
Направление:
11.04.04. Электроника и наноэлектроника
Кто читает:
Департамент электронной инженерии
Когда читается:
1-й курс, 1-3 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Охват аудитории:
для всех кампусов НИУ ВШЭ
Прогр. обучения:
Наноэлектроника и квантовые технологии
Язык:
русский
Кредиты:
5
Контактные часы:
86
Программа дисциплины
Аннотация
Настоящий курс является введением в различные популярные тематики в физике твердого тела и низких температур с акцентом на применение новейших физических идей, разработанных при изучении сверхпроводимости и сверхтекучести , магнетизма, нанофизики и квантовой гидродинамики для электроники и энергетики, освоения космоса и квантовых вычислений. Расширенный лекционный курс основан на 16-летнем опыте работы авторов на кафедре Теоретической ядерной физики Московского инженерно-физического института (1996-2012 гг), кафедры проблем физики и астрофизики МФТИ, проблем квантовой физики МФТИ и кафедре общей физики МИЭМ НИУ ВШЭ, а также чтения лекций в качестве приглашенных профессоров на Высшей школе физики в Екатеринбурге, университетах Амстердама и Твенте (Нидерланды) , университете Лафборо (Великобритания), лаборатории LPTMS Орсе и университетах Пари-Зюд и Пьера и Марии Кюри (Франция), Королевском институте технологий и Институте Нордита (Стокгольм, Швеция) , университете Й. Кеплера (Линц, Австрия) и университете Ратгерса (Нью-Джерси, США) в 1994, 1996, 1999, 2010 , 2011 и 2013-2018 годах соответственно. Авторы курса в 2013-2014 годах опубликовали 2 монографии «Modern Trends in Superconductivity and Superfluidity» (Издательство Springer на английском языке) и «Физика макроскопических квантовых систем», и совсем недавно в 2021 году большой обзор в престижном европейском журнале Physics Reports (Издательство Elsevier) по материалам своих лекций. Лекции в МИЭМ будут сопровождаться семинарами, которые служат для углубления понимания студентами квантовой механики и статистической физики. В ходе семинаров студенты будут решать различные задачи, как аналитически так и численно ( в том числе с помощью метода квантового Монте-Карло). Курс будет включать в себя три модуля и завершится экзаменом, состоящим из 2 частей. Первая часть экзамена будет связана с теоретическими вопросами, а вторая часть будет посвящена решению конкретных физических задач. Активность студентов во время лекций и семинаров будет представлять собой третий важный вклад в конечный результат. Для усвоения данного курса студенты должны владеть следующими знаниями и компетенциями: - методы математического анализа и линейной алгебры в объеме курсов бакалавриата; - основные законы классической физики в объеме курса физики бакалавриата; - основы квантовой механики в объеме курсов бакалавриата; - знать простейшие методы решения физических задач
Цель освоения дисциплины
- Целью курса является формирование современных представлений в области магнетизма, сверхпроводимости и нанофизики.
Планируемые результаты обучения
- Владеет: - навыками теоретического и экспериментального анализа квантовых кооперативных явлений; - навыками использования методов теоретического и экспериментального исследования физических процессов и явлений в магнетиках.
- Владеет: - навыками теоретического и экспериментального анализа квантовых кооперативных явлений; - навыками использования методов теоретического и экспериментального исследования физических процессов и явлений в нанообъектах.
- Владеет: - навыками теоретического и экспериментального анализа квантовых кооперативных явлений; - навыками использования методов теоретического и экспериментального исследования физических процессов и явлений в сверхпроводниках.
- Знает: - основные положения мезоскопической физики; - особенности транспорта носителей в наносистемах.
- Знает: - основы физики сверхпроводимости; - базовые модели высокотемпературной сверхпроводимости; - особенности спиновой и зарядовой подсистем в системах различной размерности.
- Знает: - современные представления в области магнетизма, механизмы реализации магнитоупорядоченного состояния и магнитные свойства магнетиков; - методы исследования магнитоупорядоченных состояний.
- Умеет: - анализировать экспериментальные данные в области магнетизма; - применять математический аппарат квантовой механики к конкретным задачам в теории магнетизма.
- Умеет: - анализировать экспериментальные данные в области мезоскопической физики; - применять математический аппарат квантовой механики к конкретным задачам нанообъектов.
- Умеет: - анализировать экспериментальные данные в области сверхпроводимости; - применять математический аппарат квантовой механики к конкретным задачам в теории сверхпроводимости.
Элементы контроля
- КоллоквиумКоллоквиум проводится в устной форме. Оценка выставляется по десятибальной шкале. За несданный коллоквиум за неделю до зачетно-экзаменационной недели данного модуля (1-ый модуль) выставляется оценка Кол=0 баллов..
- Семинар
- Домашнее заданиеОценка выставляется как среднее арифметическое оценок за каждую задачу/вопрос. Оценка за каждую задачу выставляется по десятибалльной шкале. За несданное домашнее задание за неделю до зачетно-экзаменационной недели данного модуля (2-ой модуль) выставляется оценка ДЗ=0 баллов.
- Контрольная работаОценка выставляется как среднее арифметическое оценок за каждую задачу. Оценка за каждую задачу выставляется по десятибалльной шкале.
- ЭкзаменФормат проведения экзамена во 2 модуле может быть дистанционный, офлайн или смешанный в зависимости от ситуации. Информация доводится до студентов не позднее 10 дней до сессии.
Промежуточная аттестация
- 2021/2022 учебный год 3 модуль0.1 * Контрольная работа + 0.2 * Семинар + 0.1 * Домашнее задание + 0.1 * Коллоквиум + 0.5 * Экзамен
Список литературы
Рекомендуемая основная литература
- M.Yu. Kagan, Modern Trends in Superconductivity and Superfluidity, Lecture Notes in Physics, v. 874, Springer, Dordrecht, 2013
- Введение в физику твердого тела, Киттель, Ч., 1978
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. - Теоретическая физика Т.3. Квантовая механика (нерелятивистская теория) - Издательство "Физматлит" - 2001 - ISBN: 5-9221-0057-2 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/2380
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. - Теоретическая физика. Т.9 Статистическая физика. Ч. 2. Теория конденсированного состояния - Издательство "Физматлит" - 2004 - ISBN: 5-9221-0296-6 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/2235
- Теоретическая физика. Т.3: Квантовая механика (нерелятивистская теория), , 2002
- Теоретическая физика. Т.9, Ч.2: Статистическая физика: теория конденсированного состояния, , 2004
Рекомендуемая дополнительная литература
- Аплеснин, С. С. Магнитные и электрические свойства сильнокоррелированных магнитных полупроводников с четырехспиновым взаимодействием и с орбитальным упорядочением : монография / С. С. Аплеснин. — Москва : ФИЗМАТЛИТ, 2013. — 169 с. — ISBN 978-5-9221-1492-9. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/48300 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
- Введение в физику сверхпроводимости, Роуз-Инс, А., 1972
- Магнетизм : магнитные свойства диа-, пара-, ферро-, антиферро-, и ферримагнетиков, Вонсовский, С. В., 1971
- Магнетизм и химическая связь, Гуденаф, Д., 1968
- Редкоземельные ферромагнетики и антиферромагнетики, Белов, К. П., 1965
- Сверхпроводимость металлов и сплавов, Де Жен, П., 1968
- Сорокин В.С., Антипов Б.Л., Лазарева Н.П. - Материалы и элементы электронной техники. Активные диэлектрики, магнитные материалы, элементы электронной техники - Издательство "Лань" - 2016 - 384с. - ISBN: 978-5-8114-2002-5 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/71735
- Спиновые волны, Ахиезер, А. И., 1967
- Теория магнетизма, магнитные материалы и элементы : учебник для вузов, Преображенский, А. А., 1972
- Теория сверхпроводимости, Шриффер, Дж., 1970
- Физика жидких кристаллов, Де Жен, П., 1977
- Физика магнитных полупроводников, Нагаев, Э. Л., 1979
- Физика ферритов и родственных им магнитных окислов. Т. 1: ., Крупичка, С., 1976
- Физика ферритов и родственных им магнитных окислов. Т. 2: ., Крупичка, С., 1976
- Физика ферромагнетизма : магнитные свойства вещества, Тикадзуми, С., 1983
- Физика ферромагнетизма : магнитные характеристики и практические применения, Тикадзуми, С., 1987
- Эффективное поле в теории магнетизма, Смарт, Дж., 1968