Behörighetskrav

120 hp med Kvantmekanik, Atom- och molekylfysik och Fasta tillståndets fysik I. Kvantmekanik, fortsättningskurs och Fasta tillståndets fysik II rekommenderas.

Mål

Kursen utgör bland annat en grund för forskarutbildning inom ämnen som teoretisk magnetism, experimentell magnetism och tillämpningar av magnetiska material. Efter avslutad kurs skall studenten kunna

• förklara de centrala aspekterna av magnetiska material, t.ex. orsaken till magnetisk ordning och magnetiska fenomen.
• beräkna utbytesväxelverkan hos olika magnetiska modell system (t.ex. frielektrongas och Heitler London modellen).
• derivera Stonerkriteriet, beskriva vågfunktionen för magnetiska excitationer för Heisenbergmodellen samt utföra beräkningar med hjälp av Hubbard modellen i reducerade dimensioner.
• bestämma uttrycket för magnetokristallin anisotropi hos material med hjälp av störningsteori.

Innehåll

Kursen avser att ge grundläggande förståelse för de centrala begreppen inom ämnet magnetism, de kvantmekaniska växelverkningar som ligger till grund för magnetisk ordning och kollektiva exitationer hos magnetiska material. Kursen belyser applikationer av magnetism inom energiområdet, som t.ex. mjukmagnetiska material i transformatorer och generatorer, samt inom nano-vetenskapen, t.ex. magnetiska minnen och magnetisk datalagring. Teoretiska modeller som beskriver magnetiska material kommer att belysas, t.ex. täthetsfunktionalteori, modell Hamiltonianer som Heisenberg och Hubbard Hamiltonianen, samt punktladdningsmodeller. Effekten av relativistiska fenomen i magnetism kommer också att behandlas, t.ex. magnetisk anisotropi, magneto-optiska effekter och dikroism.

Undervisning

Lektioner som vid behov ges på engelska. Kursen ges vartannat år alternerande med Fasta tillståndets teori.

Examination

Inlämningsuppgifter och projektarbete.

Övriga föreskrifter

Kursen ges vartannat år alternerande med Fasta tillståndets teori.