Tytuł wykładu: Szkła metaliczne i inne układy metastabilne

Prowadzący:
dr hab. Zbigniew Śniadecki

Termin:
semestr letni 2020/2021

Rozpoczęcie wykładów:
15.04.2021 r., godz. 13:00 – 14:30 (tryb zdalny)

Zagadnienia:

• Szkła metaliczne i układy metastabilne strukturalnie – wstęp
• Termodynamika – wybrane zagadnienia
• Zdolność do zeszklenia i synteza szkieł metalicznych – teoria i eksperyment
• Struktura materiałów amorficznych
• Relaksacja strukturalna w szkłach metalicznych
• Dyfuzja w metalach
• Krystalizacja i stopy nanokrystaliczne
• Właściwości magnetyczne szkieł metalicznych i stopów nanokrystalicznych – wybrane zagadnienia
• Właściwości transportowe szkieł metalicznych
• Nanoszkła metaliczne

Tytuł wykładu: Rezonans magnetyczny w praktycznych zastosowaniach

Prowadzący:

dr hab. inż. Michał Bielejewski (cz. 1)

dr hab. inż. Adam Rachocki (cz. 2)

Termin:

semestr letni 2019/2020

Zagadnienia

1. Dynamika translacyjna w badaniach NMR
2. Spektroskopia NMR w cieczach - wybrane zagadnienia
3. Spektroskopia NMR w ciałach stałych - wybrane zagadnienia
4. Relaksacja i relaksometria NMR – podstawy teoretyczne
5. Relaksacja i relaksometria NMR – aspekty praktyczne
6. Obrazowanie NMR – teoria i zastosowanie

Tytuł wykładu: Materiały magnetyczne i histereza

Prowadzący:

dr hab. Maciej Urbaniak

Termin:

semestr letni 2018/2019

Zagadnienia:

1. Pole magnetyczne, momenty magnetyczne, namagnesowanie
2. Źródła pola magnetycznego
3. Siły w polu magnetycznym
4. Anizotropie magnetyczne
5. Sprzężenia magnetyczne
6. Domeny magnetyczne
7. Ściany domenowe
8. Histereza magnetyczna – ogólne właściwości
9. Histereza magnetyczna – modele analityczne, numeryczne i symulacje mikromagnetyczne
10. Cząsteczki jednodomenowe, superparamagnetyzm
11. Specyfika przemagnesowanie w cienkich warstwach
12. Dynamika namagnesowania
13. Wykorzystanie właściwości magnetycznych w mikrotechnologiach – pamięci magnetyczne, spintronika, magnetoforeza.

Tytuł wykładu: "Korelacje elektronowe i modelowanie układów w skali atomowej"

Prowadzący:

dr inż. Jakub Kaczkowski
dr inż. Mirosław Werwiński
dr inż. Damian Krychowski

Termin:

semestr letni 2017/2018

Założenia i cele:
Celem wykładów jest zapoznanie doktoranta z metodami opisu teoretycznego układów i zjawisk fizycznych w skali atomowej w ramach teorii funkcjonału gęstości oraz w ujęciu drugiej kwantyzacji.

Zagadnienia:

1. Opis ciała stałego w mechanice kwantowej
2. Układy silnie skorelowane i nadprzewodnictwo - podstawy
3. Teoria funkcjonału gęstości
4. Przykłady materiałów i ich opis w metodzie DFT
5. Fonony
6. Przewidywanie nowych materiałów
7. Układy niskowymiarowe
8. Izolatory i nadprzewodniki topologiczne
9. Praktyczne aspekty obliczeń DFT

Literatura:

1. A. Friedman, L. Susskind „Mechanika kwantowa. Teoretyczne minimum”
2. R. Shankar „Mechanika kwantowa”
3. J. Spałek „Wstęp do fizyki materii skondensowanej”
4. L. Piela „Idee chemii kwantowej”
5. R.D. Mattuck „A guide to Feynman diagrams in the many-body problem”
6. A.C. Hewson „The Kondo Problem to Heavy Fermions”
7. R. Saito, G. Dresselhaus, M.S. Dresselhaus „Physical Properties of Carbon Nanotubes”
8. B.A. Bernevig „Topological Insulators and Topological Superconductors”
9. M. Franz, L. Molenkamp „Topological Insulators”
10. C. Fiolhais, F. Nogueira, M.A. L. Marques „A Primer in Density Functional Theory”
11. E. N. Economou, „Green's Functions in Quantum Physics”
12. H. Aoki, M.S. Dresselhaus, „Physics of Graphene”

Zobacz archiwalne wykłady specjalistyczne z fizyki

Tytuł wykładu: Fizyka węgla

Prowadzący: dr Szymon Łoś

Termin: semestr letni 2016/2017

Plan wykładu:

1. Formy alotropowe węgla
2. Od grafitu do węgli amorficznych
3. Efekty rozmiarowe w rozpraszaniu ramanowskim
4. Sorpcja gazów na węglach aktywnych
5. Spektroskopia EPR materiałów węglowych
6. Spektroskopia NMR
7. Teoria obwodów prądu zmiennego
8. Spektroskopia impedancyjna
9. Dynamiki reakcji chemicznych
10. Węglowe filtry entropowe

Tytuł wykładu: Metody obliczeniowe fazy skondensowanej – ujęcie klasyczne

Prowadzący: dr hab. Konstantin Tretiakov, prof. IFM PAN

Termin: semestr letni 2015/2016

Plan wykładów:

1. Wprowadzenie do metod obliczeniowych
2. Oddziaływania międzycząsteczkowe, warunki brzegowe
3. Równania ruchu i algorytmy Dynamiki Molekularnej
4. Metoda Monte Carlo, obliczenia w różnych zespołach statystycznych
5. Dynamika Brownowska
6. Analiza wyników oraz ocena błędów
7. Wstęp do metody elementów skończonych

UWAGA
Doktoranci-teoretycy mają możliwość uczestniczenia w jednym z wykładów prof. dr. hab. Stanisława Robaszkiewicza na Wydziale Fizyki Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza (fizyka teoretyczna, nanotechnologia):

1. Fizyka przemian fazowych w układach elektronowych, nanostrukturach i sieciach optycznych
2. Uporządkowania elektronowe w fazie skondensowanej

Tytuł wykładu: Fizyka i technika niskich temperatur

Prowadzący: prof. dr hab. Zbigniew Trybuła

Termin: semestr letni 2014/2015

Plan wykładów

1. Ciecze kriogeniczne.
2. Hel: występowanie, produkcja, właściwości fizyczne, zastosowanie.
3. Warunki bezpieczeństwa w kriogenice.
4. Właściwości materiałów w niskich temperaturach.
5. Termometria niskotemperaturowa.
6. Kriostaty helowe.
7. Metody uzyskiwania niskich temperatur:
   • obniżenie ciśnienia par nad wrzącą cieczą,
   • zjawisko Pomerańczuka,
   • chłodziarka rozcieńczalnikowa,
   • adiabatyczne rozmagnesowanie soli paramagnetycznych i jąder metali.

UWAGA
Doktoranci-teoretycy mają możliwość uczestniczenia w jednym z wykładów prof. dr. hab. Stanisława Robaszkiewicza na Wydziale Fizyki Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza (fizyka teoretyczna, nanotechnologia):

1. Fizyka przemian fazowych w układach elektronowych, nanostrukturach i sieciach optycznych (sylabus)
2. Uporządkowania elektronowe w fazie skondensowanej (sylabus)

Tytuł wykładu: Przykłady manifestacji mechaniki kwantowej w nanourządzeniach

Prowadzący: prof. IFM PAN dr hab. Piotr Stefański

Termin: semestr letni 2013/2014

Plan wykładów

1. Komplementarność obrazu falowego i cząstkowego elektronu
2. Ewolucja fazy fali elektronowej: efekt Aharonova-Bohma
3. Oddziaływania kulombowskie (I): rozmiarowość i blokada kulombowska
4. Oddziaływania kulombowskie (II): efekt Kondo
5. Reguła sum Friedela
6. Jednocząstkowy i wielocząstkowy efekt Fano
7. Spinowy tranzystor: efekt Rashby
8. Spinowy tranzystor: korelacje elektronowe
9. Fermiony Majorany w kwantowych drutach nadprzewodzących

Tytuł wykładu: Metody obliczeniowe fazy skondensowanej - ujęcie klasyczne

Prowadzący: Dr hab. Konstantin Tretiakov

Termin: semestr letni 2012/2013

Plan wykładu:

1. Wprowadzenie do metod obliczeniowych
2. Oddziaływania międzycząsteczkowe, warunki brzegowe
3. Równania ruchu i algorytmy Dynamiki Molekularnej
4. Metoda Monte Carlo, obliczenia w różnych zespołach statystycznych
5. Dynamika Brownowska
6. Analiza wyników oraz ocena błędów
7. Wstęp do metody elementu skończonego

Tytuł wykładu: Procesy przemagnesowania w cienkich warstwach oraz niektóre doświadczalne metody ich badania

Prowadzący: dr hab. Maciej Urbaniak

Termin: semestr letni 2012/2013

Plan wykładów:

1. Źródła pola magnetycznego
   1. Początki nauki o magnetyzmie
   2. Pola magnetyczne prądów
   3. Pola magnetyczne dipoli
   4. Pola magnetyczne we wszechświecie
   5. Podstawowe metody pomiaru pól magnetycznych
2. Magnesy i siły w polach magnetycznych
   1. Magnesy stałe
   2. Elektromagnesy
   3. Specjalne źródła pól magnetycznych
   4. Siły w polach magnetycznych
3. Histereza magnetyczna i podstawy magnetometrii
   1. Podatność magnetyczna– klasyfikacja magnetyków (diamagnetyzm, paramagnetyzm, ferromagnetyzm etc.)
   2. Histereza magnetyczna
   3. Magnetometria (magnetometry wibracyjne, magnetooptyczne etc.)
4. Histereza – ciąg dalszy
   1. Ogólne właściwości pętli histerezy
   2. Pętle zależne od czasu
   3. Skalarny model Preisacha
5. Anizotropia magnetyczna
   1. Anizotropia magnetokrystaliczna
   2. Anizotropia powierzchniowa
   3. Anizotropia kształtu
   4. Anizotropia magnetoelastyczna
   5. Anizotropia wywołana nieporządkiem
6. Domeny magnetyczne
   1. Układy jednodomenowe, superparamagnetyzm
   2. Domeny magnetyczne w materiałach objętościowych
   3. Domeny w cienkich warstwach magnetycznych
   4. Metody obserwacji struktury domenowej
7. Ściany domenowe
   1. Ściany domenowe w materiałach objętościowych
   2. Ściany domenowe w cienkich warstwach
   3. Ściany domenowe w układach 1D
   4. Dynamika ścian domenowych
   5. Oddziaływania magnetostatyczne w układach cienkowarstwowych
   6. Wpływ oddziaływań typu RKKY na strukturę domenową
8. Dynamiczne procesy przemagnesowania
   1. Model LLG
   2. Szybkie procesy przemagnesowania
   3. Mikromagnetyzm
   4. Indukowany prądem ruch ścian domenowych
   5. Termicznie aktywowane procesy przemagnesowania

Tytuł wykładu: Fizyka i technika niskich temperatur

Prowadzący: prof. IFM PAN dr hab. Zbigniew Trybuła

Termin: semestr letni 2010/2011

Plan wykładów:

1. Ciecze kriogeniczne.
2. Hel: występowanie, produkcja, właściwości fizyczne, zastosowanie.
3. Warunki bezpieczeństwa w kriogenice.
4. Właściwości materiałów w niskich temperaturach.
5. Termometria niskotemperaturowa.
6. Kriostaty helowe.
7. Metody uzyskiwania niskich temperatur: obniżenie ciśnienia par nad wrzącą cieczą; zjawisko Pomerańczuka; chłodziarka rozcieńczalnikowa; adiabatyczne rozmagnesowanie soli paramagnetycznych i jąder metali.

Tytuł wykładu: Wprowadzenie do nadprzewodnictwa

Prowadzący: dr hab. Bartłomiej Andrzejewski

Termin: semestr zimowy 2010/2011

Plan wykładów:

1. Zjawisko nadprzewodnictwa: definicja nadprzewodnika (zanik oporu elektrycznego, zjawisko Meissnera-Ochsenfelda); odkrycie i krótka historia nadprzewodników; podstawowe właściwości nadprzewodników (równania Maxwella, opór elektryczny, doskonałe przewodnictwo i prądy nadprzewodzące, doskonały diamagnetyzm i pola wewnątrz nadprzewodnika, prądy ekranujące, nadprzewodnik a doskonały przewodnik, temperatura krytyczna, prądy i pola krytyczne); kwantowanie strumienia magnetycznego; nadprzewodniki I i II typu.
2. Równania Londonów: wprowadzenie do równań Londonów; „zapomniane równania Londonów; wirujący nadprzewodnik i pole Londonów.
3. Nadprzewodniki konwencjonalne: pierwiastki nadprzewodzące i ich własności fizyczne; stopy nadprzewodzące; reguła Mediema; związki (związki o strukturze NaCl, związki typu A15, fazy Laves’a i Chevrel’a); nadprzewodniki ciężkofermionowe.
4. Termodynamika nadprzewodników: ciepło właściwe nadprzewodników w stanie normalnym i nadprzewodzącym; skok ciepła właściwego w przejściu nadprzewodzącym; zmienne termodynamiczne; termodynamika doskonałego nadprzewodnika; termodynamika nadprzewodnika; własności termodynamiczne nadprzewodnika bez pola i w polu magnetycznym; przejścia fazowe w nadprzewodnikach.
5. Teoria Ginzburga-Landaua: parametr porządku; równania Ginzburga-Landaua; kwantowanie strumienia magnetycznego; długość koherencji i głębokość wnikania pola magnetycznego; gęstość prądu krytycznego Ginzburga-Landaua; stan mieszany nadprzewodników.
6. Teoria BCS: pary Coopera; parametr porządku w teorii BCS; sformułowanie teorii BCS; parowanie singletowe i trypletowe; szczelina energetyczna i energia sprzężenia.
7. Nadprzewodniki wysokotemperaturowe: odkrycie nadprzewodników wysokotemperaturowych ; perowskity; struktura YBa2Cu3O7; struktury BiSrCaCuO i TlBaCaCuO; pniktydki i inne nadprzewodniki wysokotemperaturowe; własności nadprzewodników wysokotemperaturowych.
8. Nadprzewodniki niekonwencjonalne: nadprzewodniki magnetyczne, nadprzewodniki o uporządkowaniu trypletowym; „mokre” nadprzewodniki; własności nadprzewodników niekonwencjonalnych.
9. Nadprzewodniki organiczne i fullereny: hipoteza Little’a; niestabilność Peierls’a; nadprzewodniki organiczne; nadprzewodnictwo grafitu; fullereny.
10. Efekt Josephsona i Andreeva: równania Josephsona; rodzaje złączy Josephsona; słabe złącza w nadprzewodnikach granularnych; absorpcja mikrofalowa, efekt Andreeva.
11. Magnetyczne własności nadprzewodnikow: własności magnetyczne nadprzewodników I i II typu; wiry w nadprzewodnikach II typu; statyka i dynamika wirów (odpychanie wirów, kotwiczenie wirów, równanie ruchu, siła Magnusa); sieć wirów i stan szklisty; diagram fazowy, fluktuacje i linia nieodwracalności.
12. Własności transportowe nadprzewodników: obwody nadprzewodzące; prąd krytyczny i anizotropia; magnetoopór w nadprzewodnikach; przewodnictwo fluktuacyjne i płynięcie strumienia; przewodnictwo cieplne nadprzewodników.
13. Stan pośredni i stan krytyczny: stan pośredni w nadprzewodnikach I typu; domeny stanu pośredniego; domeny w cienkich warstwach nadprzewodzących; stan pośredni indukowany przez przepływ prądu; stan krytyczny w nadprzewodnikach II typu; model stanu krytycznego według Beana.
14. Grawitomagnetyczne własności nadprzewodników: doświadczenie Tate’a; równania grawitomagnetyczne; efekt Lens’a-Thirring’a czyli wleczenie metryki; uogólnione równania Londonów i kwantowanie strumienia; efekt De Witt’a.
15. Zastosowanie nadprzewodnictwa: interferometr kwantowy – SQUID; magnesy nadprzewodnikowe; łożyska nadprzewodzące; wytwarzanie, przesyłanie i magazynowanie energii elektrycznej; pociągi na poduszce magnetycznej i napęd hydrodynamiczny; zastosowania mikrofalowe )rezonatory, falowody, generatory mikrofal, wiggler); detektory promieniowania.

Tytuł wykładu: Cienkie warstwy i układy wielowarstwowe i ich charakteryzacja

Prowadzący: doc. dr hab. Tadeusz Luciński

Termin: semestr zimowy 2009/2010

Plan wykładów:

1. Technologia otrzymywania cienkich warstw i układów wielowarstwowych.
2. Wzrost epitaksjalny, warstwy Langmuir-Blodget.
3. Przemagnesowanie cząstek jednodomenowych i zjawisko superparamagnetyzmu.
4. Wybrane techniki spektroskopowe (XPS, UPS, AES.
5. Mikroskopy skanujące (STM, AFM, MFM, SNOM).
6. Przewodnictwo elektryczne cienkich warstw - efekt rozmiarowy.
7. Efekt Halla w ferromagnetykach.
8. Zjawiska magnetooporowe.
9. Gigantyczny magnetoopór w układach warstwowych i granularnych.

Tytuł wykładu: Miękka materia

Prowadzący: doc. dr hab. Arkadiusz Brańka

Termin: semestr letni 2009/2010

Plan wykładów:

1. Wstęp (co to jest miękka materia, MM).
2. Omówienie przykładów MM: koloidy; ciekłe kryształy; polimery; inne materiały MM
3. Rodzaje oddziaływań w układach mikro i mezoskopowych.
4. Opis własności fizycznych MM: elementy mechaniki statystycznej i termodynamiki; elementy teorii cieczy; elementy teorii sprężystości i reologii; wybrane modele MM
5. Metody obliczeniowe MM: metoda dynamiki molekularnej; metoda Monte Carlo; metoda dynamiki brownowskiej

Tytuł wykładu: W oczekiwaniu na Węglową Dolinę: wytwarzanie, modyfikacja i badania nowych materiałów węglowych

Prowadzący: doc. dr hab. Wojciech Kempiński

Termin: semestr letni 2008/2009

Plan wykładów:

1. Metody badań materiałów węglowych: Elektronowy Rezonans Paramagnetyczny: EPR materiałów przewodzących, stany zlokalizowane; Magnetycznie Modulowana Mikrofalowa Absorpcja MMMA i nadprzewodnictwo, kondensacja Bosego-Einsteina.
2. Grafit - właściwości: anizotropia, interkalacja, nadprzewodnictwo, przewodnictwo balistyczne, grafen.
3. Diament - właściwości: diamenty naturalne i sztuczne, grafityzacja diamentu.
4. Fullereny - cz. I: odkrycie, budowa, przemiany fazowe.
5. Fullereny - cz. II: kinetyka powstawania faz nadprzewodzących.
6. Nanorurki węglowe: budowa, właściwości, nanokonstrukcje.
7. Nanoukłady węglowe: węgle aktywowane, aktywowane włókna węglowe (ACF), kropki kwantowe, spintronika.

Tytuł wykładu: Manifestacje mechaniki kwantowej w nanourządzeniach

Prowadzący: dr hab. Piotr Stefański

Termin: semestr letni 2007/2008

Plan wykładów:

1. Podstawowe postulaty mechaniki kwantowej: składanie amplitud prawdopodobieństwa, pojęcie funkcji falowej, zasada superpozycji
2. Efekty kwantowe w nanostrukturach wynikające z rozmiarowości
3. Koherencja: kwantowa interferencja w nanourządzeniach: rezonans Fano
4. Stany splątane i paradoks EPR
5. Ewolucja fazy funkcji falowej elektronu: efekt Aharonova-Bohma w mezoskopowym pierścieniu
6. Oddziaływania kulombowskie w sztucznych atomach (kropkach kwantowych): efekty blokady kulombowskiej
7. Trochę o efektach wielociałowych: efekt Kondo w kropce kwantowej
8. Przewodnictwo kwantowych kontaktów: "anomalia 0.7"
9. Uniwersalne fluktuacje przewodności w kropkach kwantowych
10. Efekty korelacyjne w nanorurkach węglowych i molekularnych
11. Słaba lokalizacja: kwantowa interferencja fal poruszających się przeciwnie w czasie
12. Nanostruktury hybrydowe- manipulacje spinem
13. Kwantowanie ciepła

Tytuł wykładu: Podstawy fizyczne i interpretacja wybranych metod eksperymentalnych ciała stałego

Prowadzący: dr hab. Tomasz Toliński

Termin: semestr zimowy 2007/2008

Plan wykładów:

1. Niektóre klasyfikacje fazy skondensowanej: izolatory, metale, półmetale, półprzewodniki; ferroelektryki, ferromagnetyki; ferroiki, kryształy, związki, stopy, cienkie warstwy, materiały granularne, materiały amorficzne, materiały z pamięcią kształtu itd.
2. Magnetometria: moment magnetyczny, podstawowe uporządkowania magnetyczne, anizotropia, układy jednostek, pomiary dc/ac, wagi magnetyczne, magnetometr torsyjny, magnetometr wibracyjny, SQUID, MOKE
3. Magnetyczny rentgenowski dichroizm kołowy i liniowy: XMCD, XMLD
4. Elastyczne i nieelastyczne rozpraszanie neutronów: elementy krystalografii, dyfrakcja rentgenowska, dyfrakcja neutronowa, nieelastyczne rozpraszanie neutronów, metoda Rietvelda, program FULLPROF – podstawy
5. Rezonans magnetyczny: rezonans elektronowy, jądrowy, ferromagnetyczny; aparatura, teoria, zastosowania
6. Pomiary transportowe
7. (opór elektryczny, przewodnictwo cieplne, magnetoopór, efekt Halla)
8. Siła termoelektryczna: współczynnik dobroci, materiały termoelektryczne, efekt Peltiera i Thomsona
9. Ciepło właściwe: podstawy teoretyczne, aparatura pomiarowa
10. Metody spektroskopowe: XPS, UPS, XAS, BIS, przewodnictwo różniczkowe

Tytuł wykładu: Zjawiska nieliniowe

Prowadzący: dr hab. Przemysław Kędziora

Termin: semestr letni 2006/2007

Plan wykładów:

1. Nieliniowy efekt dielektryczny: dielektryk w stałym polu elektrycznym (polaryzacja dielektryczna, polaryzowalność); dielektryk w silnym polu elektrycznym (nasycenie Langevina; nasycenie anomalne; anizotropia polaryzowalności; hiperpolaryzowalność); spektroskopia NDE; aparatura NDE; zastosowanie spektroskopii NDE
2. Skaningowa mikroskopia nieliniowego efektu dielektrycznego (SNDM)
3. Nieliniowe własności optyczne: generacja drugiej harmonicznej światła; mieszanie częstości drgań kilku fal; chiralność w optyce nieliniowej; nieliniowe własności optyczne chiralnych struktur supramolekularnych
4. Inne optyczne zjawiska nieliniowe: optyczny efekt Kerra; wymuszone rozpraszanie Ramana; wymuszone rozpraszanie Brillouina
5. Efekty nieliniowe w transporcie ładunku w ciele stałym

Tytuł wykładu: Metody obliczeniowe w fizyce ciała stałego

Prowadzący: dr hab. Andrzej Szajek

Termin: semestr zimowy 2006/2007

Plan wykładów: Podstawy teoretyczne

1. Problem wielu ciał (elektronów) w fizyce ciała stałego. Przybliżenie jednoelektronowe. Metoda samouzgodniona.: Przybliżenie Hartree; Przybliżenie Hartree-Focka
2. Gaz elektronowy w metalach: Model Hartree; Zmodyfikowany model Hartree; Model Hartree-Focka; Kryterium ferromagnetyzmu w modelu gazu swobodnych elektronów; Oddziaływania wymienne w gazie elektronowym
3. Dwuelektronowa funkcja korelacji w przybliżeniu Hartree-Focka
4. Energetyczna struktura pasmowa: Funkcja gęstości stanów elektronowych
5. Symetria pasm energetycznych: Elementy teorii grup; Klasyfikacja stanów elektronowych w punktach wysokiej symetrii w strefie Brillouina; Pasma energetyczne w modelu swobodnych elektronów
6. Potencjał krystaliczny; oddziaływania
7. Metoda komórek Wignera-Seitza
8. Metoda k p
9. Metoda liniowych kombinacji orbitali atomowych (LCAO): Przykłady zastosowania metody silnego wiązania; Pasma odpowiadające stanom s; Pasma odpowiadające stanom p; Superpozycja funkcji atomowych o różnej symetrii; Funkcje Waniera
10. Metoda fal płaskich: Przybliżenie elektronów prawie swobodnych
11. Metoda ortogonalizowanych fal płaskich (OPW)
12. Metoda pseudopotencjału
13. Metoda dopasowanych fal płaskich (APW)
14. Metoda funkcji Greena (KKR)
15. Metody interpolacyjne
16. Rezultaty obliczeń struktury pasmowej: Struktura pasmowa metali prostych. Powierzchnia Fermiego; Struktura pasmowa półprzewodników; Struktura pasmowa metali przejściowych
17. Formalizm funkcjonałów gęstości elektronowej
18. Metoda potencjału koherentnego (CPA): Struktura elektronowa stopów nieuporządkowanych

Część praktyczna:

1. Prezentacja możliwości obliczeniowych wybranych kodów oraz ćwiczenia komputerowe: TB LMTO ASA; FPLO; WIEN2k; FLEUR; SIESTA; GAUSSIAN

Tytuł wykładu: Krystalografia z elementami krystalofizyki

Prowadzący: dr hab. Maria Augustyniak-Jabłokow

Termin: semestr zimowy 2006/2007

Plan wykładów:

1. Główne pojęcia krystalograficzne. Sieć krystaliczna i sieć przestrzenna, prawo pasowe.
2. Morfologia kryształu a punktowa grupa symetrii - część I.
3. Morfologia kryształu a punktowa grupa symetrii - część II.
4. Własności fizyczne kryształów a punktowe grupy symetrii.
5. Symetria translacyjna, grupy przestrzenne. Tablice krystalograficzne.
6. Metody orientacji kryształu. Goniometr optyczny. Projekcja stereograficzna. Siatka Wulfa.
7. Praktyczne zajęcia z siatka Wulfa.
8. Sieć odwrotna i jej zastosowania.
9. Klasyfikacja ciał krystalicznych, typy struktur, liczba koordynacyjna, promienie atomowe i jonowe, luki.
10. Rzeczywista budowa ciał krystalicznych, defekty.
11. Polimorfizm i przemiany fazowe.
12. Kwazikryształy.

Tytuł wykładu: Elektrony i spiny w fizyce ciała stałego

Prowadzący: prof. dr hab. Bogdan Bułka

Termin: semestr letni 2005/2006

Plan wykładów:

1. Nowoczesne telewizory: budowa i zasada działania.
2. Złącza i heterostruktury półprzewodnikowe: Złącze p-n, dioda p-n, dioda tunelowa, dioda Zenera; Złącze metal-półprzewodnik,dioda Schottky’ego; Złącze MOS (metal-izolator-półprzewodnik); Tworzenie 2D gazu elektronowego w heterostrukturach półprzewodnikowych
3. Tranzystor polowy: Budowa i zasada działania tranzystora MOSFET
4. Półprzewodnikowe elementy optyczne: Budowa fotodiody i zasada działania; Budowa i zasada działania lasera.
5. Układ scalony CMOS: Budowa układów scalonych; Przykłady układów logicznych; Budowa i zasada działania inwertera CMOS
6. Zasady skalowania układów scalonych: Skalowanie ze stałym polem; Problemy w miniaturyzacji: problem krótkiego kanału i upływność tranzystora; Nowe CMOS: o ulepszonym transporcie, udoskonalenia bramki, SOI MOSFET, wielobramkowe, FinFET, krzem na niczym FET, FeFET
7. Tunelowanie przez nanostruktury: Rezonansowa dioda tunelowa; Przykłady zastosowania rezonansowej diody tunelowej: pary bistabilne i układy MOBILE
8. Transport balistyczny: Transport dyfuzyjny; Transport balistyczny Landauera, kwantowanie przewodności; Koherentny transport przez nanostruktury (efekty interferencyjne w nanostrukturach: rezonans Fano, miraż kwantowy, efekt Aharonova-Bohma)
9. Balistyczne elementy elektroniczne: Balistyczny tranzystor – szczegółowa analiza; Falowody balistyczne; Trój-elektrodowa dioda i tranzystor balistyczny; Cztero-elektrodowy prostownik balistyczny
10. Tranzystor jednoelektrodowy: ; Kropka kwantowa; Jednoelektronowe pudło; Jednoelektronowy tranzystor (SET); Ortodoksyjna teoria tunelowania jednoelektronowego
11. Elektronika molekularna: Struktura elektronowa molekuł (nieco chemii); Samoorganizacja molekuł; Miękka fotolitografia; Techniki pomiarowe przepływu prądu przez pojedyncze molekuły: łamane złącze, nanopory, STM; Wybrane projekty molekularnych elementów elektronicznych: druty, przełączniki, wahadłowiec, QCA, …
12. Nanorurki węglowe: Struktura elektronowa grafitu, geometria nanorurek węglowych i ich struktura elektronowa; Morfologia nanorurek i ich wytwarzanie; Przykłady elementów elektronicznych z nanorurek: tranzystor polowy, zintegrowane układy (inwerter)

Tytuł wykładu: Elektrony i spiny w fizyce ciała stałego

Prowadzący: prof. dr hab. Jan Stankowski

Termin: semestr zimowy 2005/2006

Plan wykładów:

1. Pole elektromagnetyczne. Propagacja fali elektromagnetycznej w próżni i w ośrodku skondensowanym. Równania Maxwella. Dyspersja: prędkość fazowa i grupowa. Ziarnista struktura pola elektromagnetycznego. Efekt fotoelektryczny. Operatory bozonowe, kondensacja BEC.
2. Elektron, ładunek i spin. Promienie katodowe, model atomu.
3. Rezonans cyklotronowy i rezonans spinowy.
4. Delokalizacja elektronu, teoria pasmowa ciała stałego.
5. Nadprzewodnictwo.

Tytuł wykładu: Fizyka dielektryków i przewodników superjonowych

Prowadzący: doc. dr hab. Czesław Pawlaczyk

Termin: semestr letni 2004/2005

Plan wykładów:

1. Dielektryk w stałym polu elektrycznym: podstawowe pojęcia, przesunięcie i polaryzacja dielektryczna, przenikalność i podatność elektryczna, straty dielektryczne, elektryczny moment dipolowy, polaryzowalność. Związek polaryzacji z wielkościami molekularnymi.
2. Dielektryk w przemiennym polu elektrycznym: makroskopowa teoria dyspersji dielektrycznej, rezonansowa i relaksacyjna odpowiedź dielektryczna, równania Debye’a, relacje Kramersa-Kroniga.
3. Relaksacja dipolowa w ośrodkach rzeczywistych, rozkład czasów relaksacji dielektrycznej, funkcje dielektryczne, uniwersalna odpowiedź dielektryczna. Metody badań odpowiedzi dielektrycznej w domenie częstotliwości.
4. Ferroelektryki: definicje i podstawowe własności makroskopowe. Mikroskopowe źródła ferroelektryczności, ferroelektryki przesunięciowe i typu porządek-nieporządek.
5. Relaksacja dielektryczna ferroelektryków.
6. Przewodniki superjonowe - podstawowe własności.
7. Zastosowania przewodników superjonowych – ogniwa paliwowe.

Tytuł wykładu: Wybrane zagadnienia fizyki ciała stałego

Prowadzący: doc. dr hab. Stanisław Lipiński

Termin: semestr zimowy 2004/2005

Plan wykładów:

1. Fonony jako przykład wzbudzeń elementarnych: przybliżenia adiabatyczne i harmoniczne,; dynamika układów jednowymiarowych, mody poprzeczne i podłużne, mody akustyczne i optyczne; dynamika sieci trójwymiarowych, elementy teorii grup i klasyfikacja modów; badania neutronowe widm fononowych; wpływ fononów na własności termodynamiczne; oddziaływanie elektron-fonon, hamiltonian Frohlicha, efekt Kohna, niestabilność Peierlsa, polaron; skrótowy zarys teorii BCS; inne wzbudzenia elementarne.
2. Wzbudzenia nieliniowe: przykłady równań solionowych i wzmianka o metodach ich rozwiązywania; ścianka Blocha jako przykład fizycznej realizacji solitonu sinus-Gordona; reprezentacja stanów koherentnych; solitony w kryształach molekularnych i jednowymiarowych magnetykach.
3. Efekty nieporządku: elektronowa teoria stopów; lokalizacja Andersona; szkła spinowe;
4. Efekty korelacyjne: przybliżenie Hartree- Focka, przybliżenie lokalnej gęstości; przejście metal – izolator ( Mott); efekt Kondo i układy ciężkofermionowe; odstępstwa od teorii cieczy Fermiego.

Tytuł wykładu: Krystalografia stosowana

Prowadzący: dr Maria Augustyniak-Jabłokow

Termin: semestr letni 2003/2004

Plan wykładów:

1. Główne pojęcia krystalograficzne. Siec krystaliczna i siec przestrzenna, prawo pasowe.
2. Goniometr optyczny – zajęcia praktyczne, pomiary kątów między płaszczyznami.
3. Projekcja stereograficzna, operacje na siatce Wulfa – zajęcia praktyczne.
4. Morfologia kryształu. Elementy symetrii. Grupy punktowe.
5. Symetria translacyjna, grupy przestrzenne. Tablice krystalograficzne.
6. Kwazikryształy.
7. Orientowanie kryształów – zajęcia praktyczne, poszukiwanie elementów symetrii kryształu.
8. Klasyfikacja ciał krystalicznych, typy struktur, liczba koordynacyjna, promieniowanie atomowe i jonowe, luki.
9. Orientowanie kryształów – zajęcia praktyczne, określanie wskaźników płaszczyzn i kierunków.
10. Rzeczywista budowa ciał krystalicznych, defekty.
11. Rentgenowska analiza strukturalna. rentgenowska analiza fazowa.
12. Orientowanie kryształów – zajęcia praktyczne, podsumowanie, omówienie innych metod orientacji kryształu.
13. Inne metody badań struktury krystalicznej, dyfrakcja neutronów, dyfrakcja elektronów.

Tytuł wykładu: Metody pomiarowe magnetyzmu

Prowadzący: doc. dr hab. Bogdan Idzikowski

Termin: semestr zimowy 2003/2004

Plan wykładów:

1. Spektroskopia mossbauerowska (promieniowanie gamma, izotopy mossbauerowskie, rezonansowa emisja i absorpcja; przesuniecie izomeryczne, rozszczepienie kwadrupolowe, zjawisko Zeemana, pola nadsubtelne; Mossbauerowska spektroskopia elektronów konwersji; aparatura pomiarowa; nanomateriały magnetyczne, własności magnetyczne nanokrystalicznych materiałów magnetycznie miękkich; zastosowanie efektu Mossbauera do badania nanokompozytów holografia rentgenowska i mossbauerowska).
2. Dyfrakcja neutronów (badania strukturalne kryształów, elementy teorii wewnętrznej budowy kryształów, krystalografia rentgenowska; odkrycie M. von Laue, obrazy i klasy Lanego, równania Wulfa-Bragga; źródła i własności neutronów; rodzaje uporządkowań magnetycznych; układy pomiarowe i przeprowadzanie pomiarów; sprężyste i niesprężyste rozpraszanie neutronów; analiza neutronogramów – przykłady).
3. Spektroskopia mionów (cząstki elementarne (leptony), metody wytwarzania mionów; własności mionów, metody pomiarowe z wykorzystaniem mionów; przykłady pomiarów i interpretacja wyników dla związków międzymetalicznych, superparamagnetyków i szkieł spinowych; spinowa rotacja monium (Mu); perspektywy rozwoju).

Tytuł wykładu: Magnetyzm i materiały magnetyczne

Prowadzący: doc. dr hab. Bogdan Idzikowski

Termin: semestr letni 2002/2003

Plan wykładów:

1. Podstawowe pojęcia magnetyzmu: Kamienie milowe magnetyzmu; Procesy magnesowania, histereza magnetyczna; Momenty i pola magnetyczne; Materiały magnetyczne; Jednostki
2. Magnetyzm elektronów: Elektrony w ciałach stałych; Momenty spinowe i orbitalne; Sprzężenie spin-orbita;
3. Uporządkowania magnetyczne: Oddziaływania wymienne;

Tytuł wykładu: Przemiany fazowe

Prowadzący: prof. dr hab. Ryszard Ferchmin, doc. dr hab. Wojciech Jeżewski

Termin: semestr zimowy 2001/2002

Plan wykładów:

1. Faza i przemiany fazowe – definicje i przykłady.
2. Rodzaje przejść fazowych – klasyfikacje i przykłady.
3. Wielkości charakteryzujące przejścia fazowe i wybrane wykresy fazowe.
4. Wybrane przykłady pomiaru temperatury przejścia fazowego w magnetykach różnymi metodami doświadczalnymi.
5. Warunki i wielkości, od których zależy wystąpienie przejścia fazowego.
6. Hipoteza skalowania.
7. Transformacja blokowa.
8. Teoria grupy renormalizacyjnej:przypadek przestrzeni rzeczywistej; przypadek przestrzeni odwrotnej (rozwiniecie ?)
9. Wyznaczenie wykładników krytycznych metodami rachunku zaburzeń.
10. Zastosowanie teorii grupy renormalizacyjnej do analizy zjawisk krytycznych w wybranych układach.

Tytuł wykładu: Spektroskopia molekularna

Prowadzący: doc. dr hab. Roman Świetlik

Termin: semestr zimowy 2000/2001 oraz semestr letni 2001/2002

Plan wykładów: Spektroskopia w podczerwieni i Ramana.

1. Historia spektroskopii IR i Ramana. Promieniowanie elektromagnetyczne i rodzaje spektroskopii. Emisja i absorpcja promieniowania – schemat Einsteina. Rozkład Boltzmana. Parametry pasma.
2. Widmo rotacyjne. Widmo oscylacyjne. Drgania cząsteczek wieloatomowych. Sprzężenia oscylatorów i rezonanse drgań. Widmo rozproszenia Ramana. Intensywność rozproszenia Ramana. Polaryzacja promieniowania rozproszonego.
3. Symetria molekuły i symetria drgań. Charakterystyczne częstotliwości grup funkcyjnych. Widma oscylacyjno-rotacyjne. Widma oscylacyjne gazu, cieczy i ciała stałego. Model gazu zorientowanego w spektroskopii IR kryształów molekularnych. Drgania sieci krystalicznej.
4. Liniowa funkcja dielektryczna. Równania Fresnela. Relacja Kramersa-Kroniga. Klasyczna teoria absorpcji i dyspersji. Absorpcja i dyspersja metali i półprzewodników.
5. Absorpcja jednofononowa w kryształach jonowych. Absorpcja wielofononowa w kryształach homopolarnych i jonowych. Absorpcja jednofononowa wywołana defektami.
6. Absorpcja półprzewodników w podczerwieni (zjawiska elektronowe): krawędź absorpcji, ekscytony, absorpcja na swobodnych nośnikach. Dyspersyjny spektrometr IR. Fourierowski spektrometr IR.
7. Fourierowski spektrometr Ramana. Nowe zastosowania techniki Ramana FT-NIR. Techniki odbiciowe w spektroskopii IR. Fototermiczna spektroskopia FT-IR. Rezonansowe rozproszenie Ramana.
8. Powierzchniowo wzmocnione rozproszenie Ramana (SERS). Rozproszenie hiperramanowskie. Widmo rozproszenia Brillouina. Widma oscylacyjne związków organicznych i nieorganicznych. Widma izolowanych molekuł w matrycach gazów szlachetnych.
9. Przykłady zastosowania fourierowskiej spektroskopii Ramana.

Spektroskopia VIS-UV.

1. Stany elektronowe w atomach i molekułach. Widmo elektronowe molekuły dwuatomowej.
2. Prawdopodobieństwo absorpcji. Chromofory. Fluorescencja i fosforescencja. Krawędź absorpcji w półprzewodnikach. Ekscytony w półprzewodnikach. Luminescencja półprzewodników.

Tytuł wykładu: Rezonanse magnetyczne

Prowadzący: prof. dr hab. Stanisław K. Hoffmann

Termin: semestr zimowy oraz semestr letni 1999/2000

Plan wykładów: Elektronowy Rezonans Paramagnetyczny (EPR)

1. EPR fali ciągłej, widma i ich parametry.
2. Podstawy techniki EPR.
3. EPR izolowanych centrów paramagnetycznych.
4. EPR kryształów paramagnetycznych. Zastosowania EPR.
5. Impulsowa technika EPR.
6. Elektronowa relaksacja spinowa.
7. Zajęcia praktyczne na spektrometrach EPR.

Jądrowy Rezonans paramagnetyczny (NMR)

1. Widma NMR i relaksacja jądrowa w ciałach stałych.
2. Podstawy techniki NMR.
3. NMR wysokiej zdolności rozdzielczej w cieczach i ciałach stałych.
4. Zastosowania NMR.
5. Jądrowy rezonans kwadrupolowy (NQR).
6. Zajęcia praktyczne na spektrometrach NMR i NQR.

Tytuł wykładu: Fizyka dielektryków

Prowadzący: doc. dr hab. Czesław Pawlaczyk

Termin: semestr letni 1998/1999

Plan wykładów:

1. Dielektryk w stałym polu elektrycznym: podstawowe pojęcia, przesuniecie i polaryzacja dielektryczna, przenikalność i podatność elektryczna, straty dielektryczne, elektryczny moment dipolowy, polaryzowalność.
2. Związek polaryzacji z wielkościami molekularnymi.
3. Teorie pola lokalnego.
4. Dielektryk w przemiennym polu elektrycznym: makroskopowa teoria dyspersji dielektrycznej, rezonansowa i relaksacyjna odpowiedz dielektryczna, równania Debye’a, relacje Kramersa-Kroniga.
5. Relaksacja dipolowa w ośrodkach rzeczywistych, rozkład czasów relaksacji dielektrycznej, funkcje dielektryczne, uniwersalna odpowiedz dielektryczna.
6. Metody badań odpowiedzi dielektrycznej w domenie częstotliwości.
7. Ferroelektryki: definicje i podstawowe własności makroskopowe.
8. Mikroskopowe źródła ferroelektryczności, ferroelektryki przesunięciowe i typu porządek-nieporządek.
9. Relaksacja dielektryczna ferroelektryków.
10. Zastosowania ferroelektryków, cienkie warstwy ferroelektryczne.
11. Osobliwości odpowiedzi dielektrycznej ciekłych kryształów.

Tytuł wykładu: Fizyka metali

Prowadzący: prof. dr hab. Andrzej Jezierski

Termin: semestr zimowy 1998/1999

Plan wykładów:

1. Krystaliczna struktura metali.
2. Wiązania międzyatomowe.
3. Podstawy elektronowej teorii metali.
4. Metody teoretyczne i doświadczalne badania struktury elektronowej metali.
5. Podstawowe zagadnienia termodynamiki ciał stałych.
6. Defekty strukturalne.
7. Fazy metaliczne.

Tytuł wykładu: Fizyka magnetyzmu

Prowadzący: doc. dr hab. Bogdan Bułka, prof. dr hab. Stefan Krompiewski

Termin: semestr letni 1997/1998

Plan wykładów:

1. Magnetoelektronika (zastosowania magnetyków, magnetyzm Ziemi, wielkości występujących w przyrodzie pól magnetycznych, jednostki).
2. Równania Maxwella, ładunki i dipole w polu elektrycznym i magnetycznym.
3. Namagnesowanie, podatność magnetyczna – klasyfikacja materiałów magnetycznych (diamagnetyzm, paramagnetyzm, ferromagnetyzm).
4. Własności magnetyczne atomów i molekuł, oddziaływanie wymienne (liczby kwantowe, reguły Hunda, cząsteczka wodoru, operatory spinu, model Heisenberga).
5. Domeny magnetyczne, energia anizotropii, magnetometria.
6. Magnetyzm a nadprzewodnictwo (zjawisko Meissnera, kwantowanie strumienia magnetycznego, efekt Josephsona, koncepcje nowych mechanizmów nadprzewodnictwa).
7. Gaz elektronowy w polu magnetycznym (efekt Halla, magnetoopór, metody badania powierzchni Fermiego).
8. Własności magnetyczne gazu elektronowego – konieczność wprowadzenia korelacji.
9. Zlokalizowane spiny (metoda pola molekularnego).
10. Magnetyzm pasmowy.
11. Fale spinowe (teoria, metody doświadczalne).
12. Domieszki magnetyczne (model Andersona, szkło spinowe, efekt Kondo).
13. Magnetyczne cienkie warstwy i supersieci.