Set of Diploma Courses I: Physics of Magnetic Materials Kierunek studiów: Fizyka
Kod programu: W4-S2FZA22.2022

W trakcie wykładu student zapoznaje się z takimi zagadnieniami jak: 1. Wstęp – historia magnetyzmu 2. Źródło magnetyzmu. Pochodzenie atomowych momentów magnetycznych (stany spinowe i orbitalne, model wektorowy). 3. Diamagnetyzm, diamagnetyzm kwantowy. 4. Paramagnetyzm jonów swobodnych(funkcja Brillouina, prawo Curie). 5. Stany uporządkowane magnetycznie (sprzężenie spinowo-orbitalne, rodzaje oddziaływań wymiennych, pole Weissa). 6. Ferromagnetyzm, antyferromagnetyzm, ferrimagnetyzm, magnetyzm pasmowy. 7. Magnetyzm w układach amorficznych 8. Magnetyzm w układach zawierających pierwiastki ziem rzadkich 4f i metale przejściowe 3d. Modele magnetyzmu w układach 4f-3d. 9. Struktura domenowa i procesy magnetyzacji (energia swobodna, rodzaje anizotropii magnetycznej) 10. Postęp i przyszłość materiałów magnetycznych: • Nowe twarde i miękkie materiały magnetyczne • Efekt magnetokaloryczny i jego zastosowanie Wykład kończy się obowiązkowym egzaminem. Podczas zajęć konwersatoryjnych studenci uczestniczą w omawianiu problemów przedstawionych na wykładzie. Podczas pięciu dwugodzinnych spotkań szczegółowo omawiane są zagadnienia związane z magnetyzmem w różnych materiałach magnetycznych, prezentowane są aktualne dane literaturowe. Na początku semestru studenci są informowani o zakresie poruszanych zagadnień. Aktywność studenta decyduje o końcowej ocenie zajęć konwersacyjnych. Studenci poznają techniki pomiarów magnetycznych (statyczne, dynamiczne, magnetometry, magnetometr SQUID) podczas zajęć laboratoryjnych. Przeprowadzają eksperymenty pod kierunkiem prowadzącego. Za pomocą urządzeń takich jak wagi magnetyczne i magnetometr SQUID badają właściwości różnych substancji magnetycznych w różnych zakresach temperatur i polach magnetycznych. Omówiony zostaje dobór metody badawczej pod kątem uzyskania pożądanego wyniku oraz warunków (temperatura, pole magnetyczne), w których będzie przeprowadzony eksperyment. Na początku semestru studenci są informowani o metodach badawczych stosowanych na zajęciach laboratoryjnych. Po wykonaniu eksperymentu student przedstawia sprawozdanie zawierające teoretyczne wprowadzenie do problemu; przyjętą metodologię, opis badania, analizę i omówienie wyników oraz ich znaczenie dla podobnych badań.

znajomość fizyki ogólnej oraz mechaniki kwantowej na poziomie średniozaawansowanym

C. Kittel, Intorduction to solid state physics J. M. D. Coey, Magnetism and Magnetic Materials, 2012 Cambridge University Press Handbook of Magnetic Materials, edited by K.H.J. Buschow, vol.22, Elsevier B. D. CULLITY, C. D. GRAHAM, INTRODUCTION TO MAGNETIC MATERIALS, 2009 by the Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., Published by John Wiley Magnetic Nanostructured Materials From Lab. to Fab, Edited by A. A. El-Gendy, J.M. Barandiarán and R. L. Hadimani, Elsevier 2018 A. M. Tishin, Y. I. Spichkin, The Magnetocaloric Effect and its Applications, IOP Publishing Ltd 2003 Scientific papers selected by the lecturer Polish books: Andrzej Szewczyk, Andrzej Wiśniewski, Roman Puźniak, Henryk Szymczak, Magnetyzm i nadprzewodnictwo, 2012 Wydawnictwo Naukowe PWN Allan H. Morrish, Fizyczne podstawy magnetyzmu, PWN Warszawa 1970