Структура за темами

  • Загальне

    Курс складається із стислого огляду-класифікації сучасних методів дослідження матеріалів під впливом зовнішніх чинників: температури, тиску, механічного навантаження, магнітних та електричних полів та різних видів опромінення – різноманітні спектроскопічні методи. Більш детально, на прикладах європейських експериментальних інфраструктур, розглянуто способи реалізації високих магнітних полів та їх застосування, синхротронні експерименти та метод фотоелектронної спектроскопії, дифракційні методи та методи тунельної електронної спектроскопії.

  • 1. Матеріали під впливом зовнішніх чинників

    Вступна лекція. Лектор: Олександр Кордюк

    • Температура: шкали, рекорди, нормальні та екстремальні температури Всесвіту, печі та кріостати. Температури Планка та Хейчдорна. Великий адронний колайдер та ІТЕР. Методи реєстрації температури. 
    • Тиск: від ультра високого вакууму до металічного водню, вакуумні насоси та преси.
    • Фазові діаграми: P-T, B-T, T-x

    Файл: 1Тека: 1
  • 2. Матеріали в магнітних та електричних полях

    Вступна лекція 2. Лектор: Олександр Кордюк

    • Стале магнітне поле. B-поле та H-поле. Системи одиниць. Магнітні поля в природі. Екранування поля. Нормальні та надпровідні електромагніти. Міжнародні лабораторії високих магнітних полів та світові рекорди. Короткий огляд магнітних експериментів. Магнетометри.
    • Електричне поле. Електронна емісія. Тунельна спектроскопія. Польовий транзистор...

    Файл: 1Тека: 1
  • 3. Фізичні явища у високих магнітних полях

    Лектор: Дмитро Каменський

    • Як отримати сильне магнітне поле. Типи магнітів: резистивні, надпровідні, гібридні, імпульсні.
    • Чому ми хочемо мати високі магнітні поля. Квантовий ефект Холла. Квантування Ландау. Коливання Шубнікова де Гааза. Квантові коливання в органічному металі. Фаза Шубнікова у надпровідниках.
    • Циклотронний резонанс. Тверді тіла з точки зору спектроскопії. High field FT-FIR transmission setup.
    • Лазери на вільних електронах. FELIX and FLARE facilities. Coupling between FELIX and HFML. THz gap. 
    • Магнітний момент (спін) у магнітному полі. Магнітні частинки в магнітному полі. 
    • ЕПР. Торк-експеримент. Фрустрація в азуріті. Спектри ЕПР в імпульсних полях. Інфра-червона спектроскопія та ЕПР.
    Файл: 1
  • 4. Метод кінетичного індентування

    Лектор: Олександр Філатов

    • Поняття про твердість. Рівні індентування, мікро- та наноіндентування. Форма інденторів. Зв`язок між твердістю та межею текучості.
    • Кінетичне індентування. Блок - схема приладу для кінетичного індентування. Геометрія відбитку. Розрахунок мікротвердості. Вплив глибини індентування на нанотвердість. Можливі причини впливу глибини на нанотвердість. Роль дефектів в динамічному індентуванні.
    • Види діаграм навантаження – розвантаження. Прилад УПМ-11, його параметри. Параметри діаграми. Вплив деформації на механічні властивості.
    • Опрацювання результатів експерименту.

    Файл: 1
  • 5. Спектроскопічні методи


    • Spectroscopic Techniques: Класифікація спектроскопій за типами збуджень та детектування.
    • Field-emission microscopy (FEM) and Field ion microscope (FIM). Ultrahigh resolution field-emission electron microscopy. Velocity map imaging spectrometer (VMI)
    • Thermal desorption spectroscopy (TDS) or Temperature programmed desorption (TPD). Arrhenius equation. Ступені вакууму
    • Quadrupole mass spectrometer (QMS)
    • Rutherford backscattering spectrometry (RBS) and Secondary-ion mass spectrometry (SIMS)
    • Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf: 
      Ion Beam Center, 
      Electron Linac for beams with high Brilliance and low Emittance (ELBE), 
      Dresden High Magnetic Field Laboratory.
    Файл: 1Тека: 1
  • 6. Фотоелектронна спектроскопія з кутовим розділенням (ARPES)

    Лектор: Олександр Кордюк

    • ARPES: Фотоелектронна спектроскопія з кутовим розділенням
    • Фотоефект, фотоелектронний спектр: остовні електрони та валентна зона 
    • Закони збереження енергії та імпульсу: розділення по енергії, розділення по імпульсу
    • Електронна зонна структура: співвідношення невизначенності Гейзенберга, принцип Паулі
    • Ферміологія: енергія Фермі, рівень Фермі, імпульс Фермі, поверхня Фермі, швидкість Фермі
    • Електронний спектр: квазічастинкова спектральна фуккція, власна енергія
    • Поверхня Фермі у 2D та 3D
    • Електронна структура квазі-двовимірних кристалів на прикладі надпровідних купратів
    • "Матричні елементи" - залежність від енергії та поляризації фотонів
    • Синхротронний ARPES-експеримент
    • Енергетична шкала: температура, надпровідна щілина, зонна щілина
    • Перехід Паєрлса: хвилі зарядової густини, співрозмірне та неспіврозмірне впорядкування, псевдощілина
    • Проблема надпровідності в купратах з точки зору ARPES: нодальні та антинодальні спектри, структура власної енергії
    • Проблема "відбитків пальців" у виборі моделі надпровідного спарювання: фонони та спінові флуктуації  
    • Багатозонність в надпровідниках на основі заліза: пошук нових надпровідників
    • Залежність електронної структури від температури

    Файл: 1URLs (веб-посилання): 2
  • 7. Синхротронні експерименти


    • ARPES як приклад синхротронного експерименту
    • Мапа європейських синхротронів
    • Циклотрон і циклотронний резонанс, синхроциклотрон
    • Принцип роботи синхротрона: booster, storage ring, undulator
    • Beamline - лінія формування фотонного пучку
    • Протонний синхротрон
    • Великий адронний колайдер
    • Лазери на вільних електронах

    Файл: 1URLs (веб-посилання): 2
  • 8. Скануюча тунельна мікроскопія та спектроскопія

    Лектор: Володимир Карбівський

    • Основи теорії процесу розсіювання. "Золоте" правило Фермі. Матричний елемент переходу для тунельного переходу.
    • Принцип дії тунельного мікроскопа. Метод постійного струму. Метод постійної висоти. Відображення роботи виходу. Знаходження щільності електронних станів.
    • Скануюча тунельна спектроскопія. I(z) - спектроскопія. I(v) - спектроскопія. 
    • Граничні режими та технічні деталі. Отримання інформації про тунелювання одного електрона. Отримання вістря і вимоги до нього. Приклади тунельних спектрів і знімків СТМ.

    Файл: 1Тека: 1