Fenomenologie, Ginzburgova-Landauova a BCS teorie, Josephsonovy jevy, vysokoteplotní supravodivost, aplikace.
Poslední úprava: KFNTZJ/MFF.CUNI.CZ (23.05.2008)
Phenomenology, Ginzburg-Landau a BCS theories, Josephson effect, high temperature superconductivity, applications.
Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: RNDr. Zdeněk Janů, CSc. (07.06.2019)
Písemná a ústní zkouška
Poslední úprava: RNDr. Zdeněk Janů, CSc. (07.06.2019)
Written and oral exam
Literatura -
Poslední úprava: RNDr. Zdeněk Janů, CSc. (06.05.2019)
Fyzika nízkých teplot, MATFYZPRESS 1998
Fyzika nízkých teplot, I. část, MATFYZPRESS 2011
Fyzika nízkých teplot, II. část, MATFYZPRESS 2011
Poslední úprava: RNDr. Zdeněk Janů, CSc. (06.05.2019)
M. Tinkham, Introduction to superconductivity, McGraw Hill, Inc.
Požadavky ke zkoušce -
Poslední úprava: RNDr. Zdeněk Janů, CSc. (07.06.2019)
Zkouška sestává z písemné přípravy a ústní zkoušky. Známka ze zkoušky se stanoví na základě hodnocení písemné přípravy a ústní zkoušky. V případě opakování zkoušky, zkouška opět sestává z písemné přípravy a ústní zkoušky. Požadavky ke zkoušce odpovídají sylabu předmětu. Zápočet se uděluje za aktivní účast na cvičeních, kde se probírají či počítají vybrané úlohy ze supravodivosti.
Poslední úprava: RNDr. Zdeněk Janů, CSc. (07.06.2019)
The exam consists of written preparation and oral exam. The exam mark is determined on the basis of written and oral exams. In the case of a repeat examination, the exam again consists of a written preparation and an oral exam. Examination requirements correspond to the course syllabus. Credit is awarded for active participation in exercises, where selected problems of superconductivity are discussed or calculated.
Sylabus -
Poslední úprava: RNDr. Zdeněk Janů, CSc. (06.05.2019)
1. Úvod do supravodivosti (elektrický odpor, kritické parametry, ideální vodivost a Meissnerův jev, teorie Londonů, supravodiče 1. a 2. druhu, termodynamické vlastnosti, izotopový jev, interakce supravodičů s elektromagnetickým zářením)
2. Bardeenova-Cooperova-Schriefferova mikroskopická teorie supravodivosti (původ přitažlivé interakce mezi elektrony, variační metoda, energie základního stavu, koherenční koeficienty, výpočet kritické teploty a kritického termodynamického pole, závislost šířky zakázaného pásu na teplotě, hustota stavů elektronů, bezmezerová supravodivost, tunelování elektronů, koherenční jevy)
3. Ginzburgova-Landauova (GL) fenomenologická teorie (parametr uspořádání, energie, GL rovnice, koherenční délka a hloubka vniku, meze platnosti GL teorie, povrchová energie, supravodiče 1. a 2. druhu, kvantování magnetického toku a kvantové víry)
4. Spontánní narušení kalibrační symetrie
5. Vlastnosti supravodičů 1. a 2. druhu (mezistav, smíšený stav, interakce mezi víry, interakce vírů s povrchem, pinning vírů, kritický stav, odporový stav, kritický proud, magnetizační křivky, zobrazení vírů)
6. Slabá supravodivost (Josephsonův přechod (JP), Josephsonovy jevy, kalibrační transformace, vliv statického magnetického pole na JP, elektrodynamika JP, voltové-ampérové charakteristiky JP, makroskopická kvantová interference)
7. Aplikace slabé supravodivosti (tunelové přechody, skvidy, analogové a digitální obvody)
8. Vysokoteplotní supravodivost (historie, strukturní a chemické vlastnosti materiálů, magnetické a transportní vlastnosti, teorie)
Poslední úprava: RNDr. Zdeněk Janů, CSc. (06.05.2019)
1. Introduction to superconductivity (electrical resistance, critical parameters, ideal conductivity and Meissner effect, London theory, type 1 and type 2 superconductors, thermodynamic properties, isotope effect, interaction with electromagnetic radiation)
2. Bardeen-Cooper-Schrieffer microscopic theory (origin of attractive interaction, variation method, ground state energy, coherence coefficients, calculation of the critical temperature and critical thermodynamic field, temperature dependence of the gap, density of states, gap-less superconductivity, electron tunneling, coherence effects)
3. Ginzburg-Landau (GL) phenomenological theory (order parameter, energy, coherence length, GL equations, flux penetration length and coherence length, limits of validity of GL theory, surface energy, type 1 and type 2 superconductors, magnetic flux quantization and quantum vortices)
4. Spontaneous breaking of gauge symmetry
5. Properties of type 2 superconductors (intermediate state, mixed state, interaction energy of vortices, interaction of vortices with surface, vortex pinning, critical state, resistive state, critical current, magnetization loop, imaging of vortices)
6. Weak superconductivity (Josephson junction (JJ), Josephson effect, calibration transformation, influence of a static magnetic field on JJ, electrodynamics of JJ, voltage-current characteristics of JJ, macroscopic quantum interference)
7. Applications of weak superconductivity (tunnel junctions, SQUIDs, analog and digital circuits)
8. High temperature superconductivity (history, structural and chemical properties of materials, magnetic and transport properties, theory)
