Ф И З И Ч Е С К И Й   Ф А К У Л Ь Т Е Т   М Г У   и м е н и   М . В . Л О М О Н О С О В А

Кафедра фотоники и физики микроволн

Заглавная страница
Новости
История кафедры
Лаборатории
Сотрудники
Спецкурсы
Спецпрактикум
Студентам
младших курсов
Аспирантам
Практикум по радиоэлектронике
Школа-семинар по волновым явлениям
Фотоальбом
Полезные ссылки
English


Электромагнитные свойства вещества

(10 семестр, 32 часа)

Радиоспектроскопия как метод изучения вещества, классические спектральные эксперименты, метод молекулярных пучков, оптическая, инфракрасная, СВЧ и радиочастотная спектроскопия. Гальваномагнитные измерения.

Современные методы широкодиапазонных спектральных измерений: диэлектрическая импеданс-спектроскопия, инфракрасная фурье-спектроскопия, спектроскопия комбинационного рассеяния света и рассеяния нейтронов.

Двухуровневая система, квантовый осциллятор. Тепловое излучение, энергетические состояния атомов и молекул, электронные, колебательные и вращательные полосы и линии поглощения. Радиоспектроскопия как база квантовой электроники.

Резонансные явления в магнитном поле, электронный парамагнитный резонанс, ядерный магнитный резонанс, циклотронный резонанс, ферромагнитный резонанс. Частотные и температурные свойства функции отклика магнитных материалов.

Уравнения Лоренца-Максвелла, диэлектрическая и магнитная восприимчивости, линейный и нелинейный отклик, пространственная дисперсия. Связь оптических, диэлектрических и электродинамических констант. Универсальные частотные свойства функции отклика, соотношения Крамерса-Кронига, правило сумм.

Зонная теория. Свободные электроны в высокочастотном поле, теория проводимости Друде-Лоренца, комплексная динамическая проводимость, случай высоких и низких частот, общий вид спектров проводимости проводников, температурные свойства спектров.

Частотные панорамы энергетических спектров отражения и пропускания. Связь спектроскопических параметров (плазменная частота, диэлектрический вклад, затухание) с микроскопическими характеристиками вещества (число частиц, эффективная масса, подвижность).

Электродинамика полупроводников, энергия Ферми, фундаментальный край поглощения, спектры собственной и примесной проводимости. Динамический отклик экситонов, примесей, бистабильных центров, дефектов и центров окраски.

Спектры фотопроводимости и горячих электронов. Упругий и неупругий механизмы рассеяния. Прыжковый механизм проводимости. Частотные панорамы энергетических спектров отражения и пропускания. Температурные свойства спектров проводимости полупроводников.

Динамика кристаллической решетки, фононы, поляроны, поляритоны. Упругий, ориентационный и миграционный механизмы поляризации. Полярные и неполярные моды, дипольные релаксации. Резонансный и релаксационный тип спектров, лоренцева и гауссова формы линий.

Дисперсионный анализ спектров, спектроскопические параметры - частоты продольных и поперечных колебаний, силы осцилляторов, затухания. Частотные панорамы действительной и мнимой частей диэлектрической проницаемости, спектров отражения и пропускания. Температурные свойства спектров диэлектрической проницаемости диэлектриков.

Электродинамика кристаллов при фазовых переходах, мягкие моды, умножение элементарной ячейки, собственные возбуждения несоразмерных фаз (фазоны и амплитудоны), ангармонические эффекты, многофононные процессы.

Диэлектрические спектры неупорядоченных кристаллов, стекол, керамик, релаксоров, ионных проводников. Частотная панорама и температурные свойства функции отклика неупорядоченных и неоднородных материалов.

Электродинамические свойства классических и высокотемпературных сверхпроводников, механизмы спаривания электронов, энергетическая щель, системы с электронными корреляциями.

Новые аспекты радиоспектроскопии: электродинамические свойства наноструктурированных материалов - фотонных кристаллов, фуллеренов и нанотрубок, мембран, многоатомных кластеров, биополимеров, искусственных структур из квантовых точек и ям.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред, М., Наука, 1982.
  2. Туров Е.А. Материальные уравнения электродинамики, М., Наука, 1983.
  3. Пантел Р., Путхоф Г. Основы квантовой электроники, М., Мир, 1972.
  4. Лебедева В.В. Экспериментальная оптика, М., МГУ, 1994.
  5. Бенуэлл К. Основы молекулярной спектроскопии, М., Мир, 1985.
  6. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела, М., Мир, 1978.
  7. Струков Б.А., Леванюк А.П. Физические основы сегнетоэлектрич. явлений в кристаллах, М., Наука, 1995.
  8. В.В. Шмидт, Введение в физику сверхпроводников, М, МЦНМО, 2000.
  9. Физическая энциклопедия, изд. "Советская энциклопедия", М., 1960 и 1988 гг.
  10. Суздалев И.П. Физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов, М., Комкнига, 2005.

Программа составлена проф. А.А. Волковым
Утверждена на заседании кафедры 26.06.2009