Транспортные и оптические методы изучения твердых тел

Аннотация

Изучение новых материалов или явлений в физике твердого тела немыслимо без понимания зонной структуры исследуемых объектов. Кроме того, при поиске и изучении новых явлений, всегда необходимо проводить характеризацию структур различными экспериментальными методами, чтобы иметь уверенность в соответствии реальных параметров структур требуемым или заявленным. Ознакомление студентов старших курсов с такими методами и является целью данного спецкурса. Особенностью данного курса будет то, что в нем будут сочетаться как лекции, в простой форме рассказывающие о ключевых особенностях методик, так и экспериментальные занятия, на которых студенты самостоятельно под руководством лектора будут выполнять измерения.

Программа курса

Введение (Зонная структура твердых тел, необходимость ее изучения. Классификация методов изучения зонной структуры. Необходимость различных подходов.)
Техника низкотемпературного эксперимента (Методы получения низких температур. Техника низкотемпературного эксперимента, устройство и принципы работы криостатов. Свойства жидкого He⁴ и его использование в низкотемпературном эксперименте. Получение температур ниже 1 К. Устройство и принцип работы криостатов замкнутого цикла)
Методы низкотемпературной термометрии (Первичные и вторичные термометры. Международные и национальные температурные шкалы. Металлические и полупроводниковые термометры сопротивления. Термопары)
Температурная зависимость сопротивления (Экспериментальное занятие)
Получение сильных магнитных полей (Сверхпроводящие и резистивные соленоиды. Гибридные соленоиды. Импульсные магнитные поля. Сжатие магнитного потока)
Шумы в измерительных устройствах (Естественные пределы измерений. Шумы. Синхронное детектирование. Экспериментальная демонстрация)
Квантовый эффект Холла (Экспериментальное занятие)
Цифровой осциллограф (Применение осциллографа. Отличие от аналогового осциллографа. Обзор возможностей и характеристик. Демонстрация)
Источники и приемники электромагнитных волн (Источники излучения для различных диапазонов длин волн. Приемники электромагнитного излучения и их основные характеристики. Ограничение обнаружительной способности флуктуациями фонового излучения. Терагерцевая брешь)
Циклотронный резонанс (Применение ЦР. Методики исследования ЦР. Классические и квантующие магнитные поля)
Циклотронный резонанс (Экспериментальное занятие)
Основы фурье-спектроскопии (Интерферометр Майкельсона, Вычисление спектров. Аподизация. Фурье-спектрометр. Экспериментальная демонстрация)
Фотопроводимость (Классификация ФП. Условия наблюдения. Основные параметры фотопроводимости. Спектральная зависимость фотопроводимости)
Фурье-спектроскопия фотопроводимости (Экспериментальное занятие)

Литература

Основная

Искусство криогеники. Низкотемпературная техника в физическом эксперименте, промышленных и аэрокосмических приложениях: Пер. с англ. / Г. Вентура, Л. Ризегари — Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект», 2011. — 336 c.
Экспериментальные методы исследования энергетических спектров электронов и фононов в металлах (физические основы) / Н. Б. Брандт, С. М. Чудинов — М.: МГУ, 1983. — 405 c.
Получение сильных магнитных полей с помощью соленоидов: Пер. с англ. / Д. Монтгомери — М.: «Мир», 1971. — 384 с.
Сверхпроводящие магниты: Пер. с англ. / М. Уилсон — М.: Мир, 1985. — 405 с.
Фотоприемники видимого и ИК диапазонов; под ред. Р.Дж.Киеса: Пер. с англ. — М.: Радио и связь, 1985. — 328 с.
Введение в Фурье-спектроскопию: Пер. с англ. / Р. Дж. Белл — М.: «Мир», 1975. —380 c.
Методы исследования в экспериментальной физике / М. И. Пергамент — Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект», 2010. — 304 c.

Дополнительная

Техника физического эксперимента / А. П. Сенченков — М.: Энергия, 1983. — 240 c.
Методы физических измерений: Пер. с нем. / Х.-И. Кунце — М.: «Мир», 1989. — 216 с.
Электронные измерительные приборы и методы измерений: Пер. с англ. / Ф. Мейзда — М.: «Мир», 1990. — 535 c.
Шум. Источники, описание, измерение: Пер. с англ. / А. Ван дер Зил — М.: Советское радио, 1973. — 228 с.
Принципы и методы получения температур ниже 1 К: Пер. с англ. / О. В. Лоунасмаа — М.: «Мир», 1977. — 356 с.

Другие спецкурсы программы

Спецкурсы