Фізичні методи дослідження матеріалів
Topic outline
-
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.
Контрольні питання курсу- Чим визначаються максимальні температури індукційної та оптичної печей?
- Типи та фізичні принципи роботи рефрижераторів: випаровування, дроселювання, детандування, адіабатичного розмагнічування, Пельтьє, розчинення?
- Для чого потрібен ультра-високий вакуум та як його досягти? Принцип роботи турбомолекулярного насосу?
- Чим обмежені максимальні поля резистивних, надпровідних та імпульсних магнітів?
- Принцип роботи магнетометрів: fluxgate (ферозонд), VSM, SQUID?
- Чому роздільна здатність іонного польового мікроскопа більше ніж електронного емісійного?
- Чому роздільна здатність електронного мікроскопа більше ніж оптичного? В чому різниця між TEM та SEM?
- Чим RHEED кращий за LEED?
- Як в ARPES-спектрометрі реалізуються розділення по імпульсу і енергії?
- Як відрізнити поверхневі та об'ємні зони на ARPES-спектрах?
- Що таке поверхня Фермі, як її визначають експериментально?
- Принцип роботи циклотрона та синхроциклотрона, в чому відмінності?
- Принцип роботи синхротрона. Енергії електронів в кільці і як компенсують енергетичні втрати?
- Принцип роботи ондулятора. Чим визначається енергія та поляризація синхротронного випромінювання?
- Принцип роботи ЯМР та МРТ? Чому роздільна здатність залежить від поля?
- Особливості та переваги нейтронних методів: дифракції та непружного розсіювання? Як працюють нейтронні монохроматори?
- Переваги мюонної спектроскопії?
- Принцип роботи lock-in amplifier (синхронного підсилювача)?
-
Лектор: Олександр Кордюк- ARPES , STS та INS: різні обернені простори
- Квантове тунелювання, тунельний контакт, тунельний діод, тунельний магнетоопір, SQUID
- Сканувальна тунельна мікроскопія (STM): 7х7 надструктура поверхні Si(111)
- Сканувальна тунельна спектроскопія (STS): STS надпровідників
- Фурьє-трансформована (FT) STS: експеримент, квантові коралі, купрати, інтерференційна гіпотеза
- Від FT-STS до ARPES: алгоритми поновлення фази
Контрольні питання
- Механізм квантового тунелювання та де воно використовується?
- В чому особливість тунелювання між надпровідниками?
- Принцип та моди роботи тунельного скануючого мікроскопа (STM/STS)?
- Що можна побачити при фурьє-перетворенні картинок STS?
- Що таке "7х7" надструктура та "квантові корали"?