Введение в физику сверхпроводимости, квантовых материалов, двумерных структур и физику низких температур

Архив 2023

Время: Пятница, 18:35.
Место: БФИЗ ЛК
Лекторы: Пудалов В.М., Кузьмичёва Т.Е., Моргун Л.А., Борисов А.Э.

Блоки лекций, которые будут прочитаны в 2022/2023 учебном году в весеннем семестре:

  • Представление ОП. История открытия сверхпроводимости. ВТСП. Где и как используются высокотемпературные сверхпроводник. Введение в конденсированное состояния. Энергетический спектр. Методы локального и интегрального измерения спектра. Перенос заряда (проводимость) квантовыми и классическими электронами. Когерентность и интерференция электронных волн, роль размерности пространства. Перенос заряда (проводимость) квантовыми и классическими электронами. Когерентность и интерференция электронных волн, роль размерности пространства. Квантовый неомический транспорт: баллистическое распространение электронов по квантовым “проводам” и прыжковый транспорт в полупроводниках
  • Сверхпроводимость: сверхлюди, сверхэффекты, сверхматериалы. Как электроны превращаются в бозоны и сверхпроводят. Туннельные эффекты в сверхпроводниках как ключ к пониманию фундаментальных механизмов
  • Получение криогенных жидкостей (азот, гелий). Жидкостный криостат. Охладитель на пульсирующих трубках. Безжидкостный криостат CFMS. Безжидкостный криостат растворения BlueFors.

План лекций

03 февраля 2023
Кузьмичёва Т.Е.
Представление образовательной программы. История открытия сверхпроводимости. ВТСП. Магнитная левитация сверхпроводников.

10 февраля 2023
Кузьмичёва Т.Е.
Сверхпроводники I и II рода. Как электроны превращаются в бозоны и сверхпроводят.

17 февраля 2023
Кузьмичёва Т.Е.
Туннельные эффекты в сверхпроводниках как к ключ к пониманию фундаментальных механизмов.

24 февраля 2023
Выходной день

3 марта 2023
Пудалов В.М.
Введение в конденсированное состояния. Энергетический спектр. Методы интегрального (ARPES) и локального (STS) измерения спектра

Что такое спектр
Интерференция электронных волн на периодической решетке в кристалле
Фотоэмиссионная спектроскопия с угловым разрешением (Ноб. премия 1981)
Туннельный эффект. Как «квантовые» электроны проходят там, где классические не могут
Сканирующая туннельная спектроскопия (Ноб. премия 1986)

10 марта 2023
Пудалов В.М.
Баллистическое распространение электронов по квантовым проводам

Представление о волновой функции электронов. Размерное квантование
Квантовые «провода» и квантовый точечный контакт
Квантования проводимости в отсутствие магнитного поля
Эффекты Ааронова-Бома, Альтшулера-Аронова-Спивака

17 марта 2023
Пудалов В.М.
Баллистическое путешествие электронов на квантовый остров. Поштучная пересылка электронов (квантовый насос заряда). Как работает транспорт заряда в изоляторах и в полупроводниках.

24 марта 2023
Пудалов В.М.
Квантовый и классический диффузионный транспорт заряда. В чем ошибся Друде? Роль интерференции электронных волн и  размерности пространства. Существуют ли одномерные и двумерные металлы?

31 марта 2023
Борисов А.Э.
Получение (сверх)низких температур. Криогенные жидкости

Вступление. Зачем нужны низкотемпературные эксперименты? Азот. Методы ожижения азота, кислорода. Детандер. Ректификационное разделение газов.Транспортировка низкотемпературных жидкостей. Гелий-4 и гелий-3. Методы ожижения гелия (He-3 и He-4). Транспортировка сверхнизкотемпературных жидкостей.

6 апреля 2023
Борисов А.Э.
Жидкостные криостаты. Криостат на пульсирующих трубках

Устройство простейшего гелиевого криостата (4.2 К). Устройство жидкостного криостат < 4.2 К. Машина Стирлинга. Машина Гиффорда-Макмагона

14 апреля 2023
Пудалов В.М.
Целочисленное квантование Холловской проводимости в двумерной системе

Экспериментальная картина явления. Объяснение в модели диффузионного транспорта. Беспорядок – это не всегда плохо. За что дали Нобелевскую премию Клаусу фон Клитцингу. Уровни энергии и волновые функции электронов в перпендикулярном поле. Связь зарядов с квантами магнитного потока. В чем роль двумерности и может ли существовать КЭХ в 3D- системе. Объяснение в модели баллистического транспорта. Роль краевых состояний. Как устроен квантовый эталон Ома.

21 апреля 2023
Пудалов В.М.
Дробное квантование Холловской проводимости в двумерной системе

Экспериментальная картина явления. Волновые функции электронов на наинизшем уровне Ландау. Симметрийные преобразования. Соединение электронов и квантов потока в композитные частицы. Возникновение бозонов из электронов. Возбуждения с дробным зарядом. Аномальный квантовый эффект Холла. Спин-орбитальное взаимодействие. Спиновый эффект Холла как основа спинтроники