Introduction to High Temperature Superconductor Physics - NFPL101

• Title: Úvod do fyziky vysokoteplotních supravodičů
• Guaranteed by: Department of Low Temperature Physics (32-KFNT)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2023
• Semester: winter
• E-Credits: 3
• Hours per week, examination: winter s.:2/0, Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Guarantor: RNDr. Jan Koláček, CSc.; Mgr. Michal Šindler, Ph.D.
• Classification: Physics > Solid State Physics

Annotation

English

Last update: T_KFNT (22.05.2001)

Physical properties of high temperature superconductors, relevant theoretical models, superconducting materials, vortices, vortex properties, vortex dynamics.

Czech

Last update: doc. RNDr. Vojtěch Chlan, Ph.D. (14.05.2019)

Fyzikální vlastnosti vysokoteplotních supravodičů, teoretické modely (BCC, non BCC), supravodivé materiály, magnetické víry, současné aplikace supravodivosti, vhodné pro 1. a 2.r. Mgr. studia.

Course completion requirements

Last update: doc. RNDr. Vojtěch Chlan, Ph.D. (12.06.2019)

Zkouška probíhá ústní formou. Požadavky ke zkoušce odpovídejí sylabu předmětu v rozsahu, který byl prezentován na přednášce.

Syllabus

English

Last update: T_KFNT (05.05.2003)

I. Introduction
History of superconductivity. Discovery of high temperature superconductors. Record critical temperature, Importance of high temperature superconductivity.

II. Materials.
Overview of high Tc materials. Structure. Basic properties. Thin films and monocrystals growing. .

III. Theoretical models - BCS.
Bardeen, Cooper, Schriefer (BCS) theory. Basic parameters. Limiting cases. Symmetry of the order parameter. Comparison of high temperature and low temperature superconductors. Alternative paring mechanisms. The problem to explain high critical temperature.

IV. non BCS theoretical models.
Marginal Fermiho liquid, t-J model, bipolaron model.

V. Physical properties.
Transport properties - conductivity, Hall voltage. Magnetic properties. Tunellling. Infrared and Raman spectroscopy. Energy gap determination.

VI. Vortices
Basic concepts. Vortex lattice. Vortex dynamics. Phase diagrams Importance for application.

VII. Application - current stage and the outlook.
Superconducting solenoids. SQUID and its application. Bolometers. Computer components

Czech

Last update: T_KFNT (05.05.2003)

I. Úvod.
Historie supravodivosti. Objev vysokoteplotní supravodivosti. Rekordní kritická teplota. Význam vysokoteplotní supravodivosti.

II. Materiály.
Přehled supravodivých materiálů. Struktura. Vlastnosti. Základní vlastnosti. Příprava tenkých vrstev a monokrystalů.

III. Teoretické modely - BCS.
Teorie Bardeena, Coopera, Schriefra (BCS). Základní parametry. Limitní případy. Symetrie parametru uspořádání. Srovnání vysokoteplotních a nízkoteplotních supravodičů. Alternativní mechanismy párování. Možná vysvětlení vysoké kritické teploty.

IV. Teoretické modely - non BCS.
Marginální Fermiho kapalina. t-J model. Model bipolaronů.

V. Fyzikální vlastnosti.
Transportní vlastnosti - vodivost, Hallův jev. Magnetické vlastnosti. Tunelování. Infračervená a Ramanova spektroskopie. Jiné metody určování energetické mezery.

VI. Magnetické víry.
Základní pojmy. Mřížka magnetických vírů. Dynamika vírů. Fázová diagram mřížky vírů.. Význam pro aplikace.

VII. Aplikace - současný stav a výhledy.
Magnety. SQUID a jeho použití. Bolometry. Paměťové prvky.