Magnetische Funktionsmaterialien - Functional magnetic materials

Functional  Magnetic Materials - from Itinerant Electrons to Modern Materials

Language: English or German, on mutual agreement between the participants

Description. literature see below (in german)

Magnetische Funktionsmaterialien - von itineranten Elektronen zu aktuellen Materialien

M.Sc. Physik, Modul: Vertiefung Theoretische Physik, inkl. Projekt (nach Vereinbarung)

Das Vorlesungsmaterial wird zur Beginn der Vorlesung ausgedruckt bzw. rechtzeitig vor dem Termin per Moodle als PDF zur Verfügung gestellt. Während des Termins werden wir vor Ort oder ggf. in einem interaktiven Online-Meeting die Folien besprechen und Rückfragen diskutieren.

Lernergebnisse:

  • Grundlegendes Verständnis des itineranten Magnetismus und der Wechselwirkung zwischen elektronischen Eigenschaften und Struktur anhand aktueller Beispiele

Inhalte:

  • Quantenmechanischer Ursprung des Magnetismus, Austauschwechselwirkung
  • Elementare Modelle des Bandmagnetismus: Elektronengas, Stoner-Modell
  • Thermodynamische Eigenschaften und Suszeptibilität. Metamagnetismus
  • Magnetismus und Gitterstruktur: Eisen als Prototyp eines magnetischen Funktionsmaterials.
  • Magnetismus und Bandfüllung: Slater-Pauling-Kurve, Halbmetallizität und Formgedächtniseffekt in Heusler-Legierungen
  • Magnetismus bei endlichen Temperaturen: Itinerante vs. lokalisierte Beschreibungen: Heisenberg-Modell
  • Realistische Zustandsdichten und numerische Berechnungsverfahren
  • Spin-Bahn-Wechselwirkung: Magnetokristalline Anisotropie und Anisotropie der Bahnmomente. Hartmagnetische Materialien (FePt, CoPt) im Bulk und auf der Nanometerskala.

Literatur:

  • Peter Mohn, Magnetism in the Solid State (Springer, 2005)
  • Jürgen Kübler, Theory of Itinerant Electron Magnetism (Clarendon, 2000)
  • A. M. Tishin, Y. I. Spichkin, The magnetocaloric Effekt and its Applications (IOP, 2003)
  • R. Skomski, J.M.D. Coey, Permanent Magnetism (IOP, 1999)
  • Richard M. Martin, Electronic Structure (Cambridge, 2004)
  • J. Grotendorst, S. Blügel, D. Marx, Computational Nanoscience: Do It Yourself (NIC Series Vol. 31, Jülich 2006)