Физика конденсированного состояния

5 курс, 9 семестр, 36 часов.

Элементы нелинейной механики кристаллов.Колебания одномерного кристалла. Учет ангармонических членов (кубический ангармонизм) в потенциальной энергии кристалла. Распростра- нение ударной волны деформации (длинноволновое приближение). Роль ангармонических членов в стабилизации солитонного решения. Стабилизация солитонного решения электроном (одномерный акустический полярон). Энергия и масса полярона. Условие адиабатичности. Краудион - одномерная модель дислокации (модель Френкеля-Конторовой). Энергия дислокации. Учет диссипации в модели Френкеля-Конторовой. Длина пробега дислокации, ее зависимость от энергии.

Квазиодномерные проводники. Явление пайерлсовской неустойчивости. Газ электронов в пространственно-периодическом потенциале. Функция линейного отклика электронов. Образование волны зарядовой плотности (ВЗП). Динамика одномерной решетки при учете электрон-фотонного взаимодействия. Аномалия Кона. Гамильтониан Фрелиха. Приближение сильной связи. Состояния Ванье. Явление конденсации фононов. Аномальные средние фононных операторов. фазовое превращение \"металл-диэлектрик\". Критическая температура перехода в приближении среднего поля. Энергетическая щель в электронном энергети- ческом спектре. Аналогия с моделью БКШ в сверхпроводимости. Эксперимен- тальная реализация пайерлсовского перехода в квазиодномерных проводниках (кристалл КСР, NbSe3, TaSe3, TaS3, K MoO, Rb MoO и др.). Наблюдение ВЗП с помощью СТМ. Ранние идеи Фрелиха о природе сверхпроводимости. Соизмеримость и несоизмеримость. Трансляционная инвариантность конденсата и причины, ее нарушающие. Пиннинг ВЗП. Модель слабого пиннинга. Модель ф-частицы и анти ф-частицы (фазон) - Райс и Андерсон. Дрейф (анти)ф-частиц в электрическом поле - возможный механизм переноса заряда в квазиодномерных кристаллах при низких Т. Классификация различных механизмов переноса заряда в твердых телах. Температурная зависимость проводимости.

Некоторые вопросы физики слабой сверхпроводимости: одномерные распределенные джозефсоновские переходы. Уравнение движения для джозефсоновской фазы. Энергетические соотношения для перехода. Способы подвода тока к переходу. Механический аналог. Уравнение синус - Гордон. Джозефсоновский солитон. Преобразования Бэклунда. Диаграмма Лэкса. Построение различных солитонных решений: решения типа солитон-солитон, солитон-антисолитон, бризер. Явление пиннинга. Банчинг солитонов. Вольт- -амперная характеристика распределенного джозефсоновского перехода (РДП). Роль внешнего магнитного поля. Многообразие проявлений солитонной динамики в РДП. РДП как генератор эл.-магн. излучения в частотном диапазоне порядка неск.сотен Ггц.

Литература

• Френкель Я.И. Введение в теорию металлов. Л., Наука, 1972.
• Пайерлс Р. Квантовая теория твердых тел. М., ИЛ, 1956.
• Косевич А.М. Основы механики кристаллической решетки. М., Наука, 1972.
• Косевич А.М. Нелинейная механика кристаллов (одномерные задачи). Препринт. Институт физики металлов. Уральский научный центр. Свердловск 1975.
• Rice H.J. Charge Density Waves Systems: The Ф-particle mmodel; в кн. Solitons and Condensed Matter Physics (eds. Bishop A.R., Schneider T.).
• Toombs G.A. Quasi-1D conductors. Phys.Rev., 40C, 181-240 (1978).
• Gruner G., Zettle A. Charge Density Wave Conduction: A Novel Collective Transport Phenomenon in Solids. Phys.Reports 119, N3, 119-232 (1985).
• Лихарев К.К. Введение в динамику джозефсоновских переходов. М., Наука,1985.
• Солитоны в действии. (под ред. Лонгрена К. и Скотта Э.) М., Мир, 1981.
• Backlund Transportation, the inverse scattering method, solutions and their applications. ed. Miura R.M., Springer-Verlag. N.Y., 1976.
• Olsen O.H., Samuelsen M.R. Sine-Gordon kink dynamics in the presence of small perturbation. Phys.Rev., N1, 210-217 (1983).

Введение в физику сверхпроводимости

3 курс, 6 семестр, 16 часов.

Обзор основных свойств сверхпроводников. Критическая температура. Эффект Мейсснера-Оксенфельда. Критическое магнитное поле. Критический ток. Сверхпроводники 1-го и 2-го рода. Магнитные свойства. Промежуточное и смешанное состояния. Элементы равновесной термодинамики сверхпроводников. Термодинамические потенциалы. Задачи.

Локальная электродинамика. Теория Лондонов. Градиентная инвариант- ность. Лондоновская калибровка вектор-потенциала. Решение уравнения Лондонов в простейших случаях. Глубина проникновения поля. Задачи.

Распределение поля и тока в сверхпроводниках простейшей формы. Пластина с током над экраном. Кинетическая индуктивность.Влияние экрана на индуктивность. Принцип замыкания. Волны Свайхарта в структурах \"сверхпроводник- -диэлектрик-сверхпроводник\". Задачи.

Квантование потока. Эффекты Джозефсона. Когерентность. Феномен Купера. Куперовские пары. Критическая скорость. Задачи.

Элементы микроскопической теории БКШ. Изотопический эффект. Электрон- -фононное взаимодействие. Основное состояние сверхпроводника. Плотность состояний нормального металла и сверхпроводника. Туннелирование квазичастиц. Энергетическая щель. Возбужденные состояния.

Литература

• Шмидт В.В. Введение в физику сверхпроводников. М., Наука, 1982.
• Де Жен П. Сверхпроводимость металлов и сплавов. М., Мир, 1968.
• Роуз-Инс А., Родерик Е. Введение в физику сверхпроводимости. М., Мир, 1972.
• Буккель В. Сверхпроводимость. М., Мир, 1975.
• Rickayzen G. Theory of Superconductivity. J.Wiley & Sons, Inc. NY, 1965.