PřF:FK120 Fyzika silně korel. elektronů - Informace o předmětu
FK120 Fyzika silně korelovaných elektronových systémů
Přírodovědecká fakultajaro 2025
- Rozsah
- 2/1/0. 3 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
- Vyučující
- doc. Mgr. Jiří Chaloupka, Ph.D. (přednášející)
prof. Mgr. Dominik Munzar, Dr. (přednášející) - Garance
- prof. Mgr. Dominik Munzar, Dr.
Ústav fyziky kondenzovaných látek – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. Mgr. Jiří Chaloupka, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky kondenzovaných látek – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta - Omezení zápisu do předmětu
- Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
- Cíle předmětu
- Výklad nejjednodušších modelů používaných v teorii silně korelovaných systémů doprovázený příklady experimentálních dat (fázových diagramů apod.) oxidových materiálů se silně korelovanými elektrony. Absolvování kurzu by studentům mělo přinést základní orientaci v problematice a představu o významných otevřených problémech.
- Výstupy z učení
- Na konci kurzu by se studenti měli orientovat v základech teorie silně korelovaných elektronových systémů. Kromě porozumění běžným modelům a schopnosti řešit jednoduché úlohy by měli získat vhled do souvislostí s experimentálními technikami a být schopni využívat získané znalosti při interpretací experimentálních dat.
- Osnova
- 1. Lokalizované a itinerantní elektrony v pevných látkách
- 2. Hubbardův model s jedním orbitalem
- 3. Několik pohledů na Mottův přechod
- 4. Vybraná variační řešení problému daného Hubbardovým hamiltoniánem: antiferomagnet Slaterova typu, Gutzwillerův ansatz a Gutzwillerova aproximace
- 5. Případy, kdy je Hubbardovo U mnohem větší než šířka pásu: odvození Heisenbergova hamiltoniánu, řešení s antiferomagnetickým uspořádáním a jejich stabilita/nestabilita
- 6. t-J model: renormalizace děr spinovými fluktuacemi, párové korelace: variační ansatz tvaru RVB ("resonating valence bond") a Andersonovy představy o supravodivosti v kuprátech
- 7. Hubbardův model s více orbitaly: lokální korelace (odvození z Coulombovy interakce), řešení pro izolovaný iont, multipletová struktura
- 19 krystalové pole a snímání orbitalové degenerace, přeskoky elektronů mezi ionty s přihlédnutím k orbitalovému stupni volnosti
- 8. Spin-orbitalové modely typu Kugel-Khomskii: ukázka odvození modelu pro vybraný případ, spin-orbitalová uspořádání na úrovni přiblížení středního pole, Goodenoughovo-Kanamoriho-Andersonovo pravidlo
- 9. Příklady z fyziky oxidů přechodových kovů: manganáty (dvojitá výměna a Jahnův-Tellerův jev), KCuF3 (orbitalové uspořádání a redukce dimenze), kobaltáty (mísení spinových stavů), iridáty (spin-orbitální interakce a exotický magnetismus)
- 10. Dynamická teorie středního pole (DMFT): základní ideje přístupu DMFT, pásová struktura na úrovni DFT, numerické přístupy k řešení lokálního problému příměsi
- Literatura
- D. I. Khomskii: Transition Metal Compounds, Cambridge University Press, Cambridge, 2014
- P. Fazekas: Lecture notes on electron correlation and magnetism, World Scientific, Singapore, 1999
- P. Fulde: Electron correlations in molecules and solids, Springer, Berlin, 1995
- Výukové metody
- Přednášky, kde jsou vysvětlovány základy, a semináře, kde je problematika diskutována a kde jsou řešeny problémy patřící k probírané látce.
- Metody hodnocení
- Zkouška. Probíhá formou rozpravy o problematice, zejména o úlohách řešených studentem během semestru. Hodnocení odráží míru porozumění.
- Statistika zápisu (jaro 2025, nejnovější)
- Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2025/FK120