Séance de cours

Magnétisme itinérant: Niveaux Landau

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Dans cours

PHYS-491: Magnetism in materials

The lectures will provide an introduction to magnetism in materials, covering fundamentals of spin and orbital degrees of freedom, interactions between moments and some typical ordering patterns. Selected experimental techniques and their application in cu ...

Description

Cette séance de cours traite du magnétisme itinérant, mettant l'accent sur la contribution orbitale des électrons itinérants en présence d'un champ magnétique. Les sujets abordés comprennent les niveaux de Landau, la dégénérescence, le diamagnétisme de Landau et l'effet de Haas-van Alphen. L'effet quantique Hall et l'effet Shubnikov-de Haas sont également explorés, ainsi que la détermination à haute précision de la constante de la structure fine.

Enseignant·e

Ivica Zivkovic

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Berna Esmer A co-dirigé les thèses EPFL de Virgile Favre, Bhushan Hegde, Yikai Yang Cours Magnetism in materials PHYS-491 Ce cours introduit au magnétisme dans les matériaux, couvrant les principes fondamentaux des degrés de liberté de spin et d'orbite, les interactions entre les moments et certains modèles d'ordre typiques. Des techniques expérimentales et leur application dans la recherche actuelle sont présentées.

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Concepts associés (25)

Paramagnétisme

Le paramagnétisme désigne en magnétisme le comportement d'un milieu matériel qui ne possède pas d'aimantation spontanée mais qui, sous l'effet d'un champ magnétique extérieur, acquiert une aimantation orientée dans le même sens que le champ magnétique appliqué. Un matériau paramagnétique possède une susceptibilité magnétique de valeur positive (contrairement aux matériaux diamagnétiques). Cette grandeur sans unité est en général assez faible (dans une gamme allant de à ).

Effet Hall quantique fractionnaire

L'effet Hall quantique fractionnaire (en anglais, fractional quantum Hall effect : FQHE) est une version en mécanique quantique de l'effet Hall, mise en évidence dans les années 1980 par Horst Störmer et Daniel Tsui et explicitée par Robert B. Laughlin, co-lauréats du prix Nobel de physique de 1998. Lorsque le FQHE apparaît dans un système, celui-ci semble composé de particules possédant une fraction de la charge élémentaire. Le FQHE survient dans un gaz d'électrons bi-dimensionnel, lesquels sont en forte interaction.

Electron degeneracy pressure

In astrophysics and condensed matter, electron degeneracy pressure is a quantum mechanical effect critical to understanding the stability of white dwarf stars and metal solids. It is a manifestation of the more general phenomenon of quantum degeneracy pressure. In metals and white dwarf stars, electrons can be modeled as a gas of non-interacting electrons confined to a finite volume. In reality, there are strong electromagnetic forces between the negatively charged electrons.

Structure fine

En physique atomique, la structure fine décrit le dédoublement de raies spectrales d'un atome. Détectable par spectroscopie à haute résolution spectrale, la structure fine est un effet d'origine relativiste dont l'expression correcte se déduit à partir de l'équation relativiste pour les particules de spin 1/2 : l'équation de Dirac. Les raies denses observées dans les spectres sont prédites par l'étude de l'énergie d’interaction entre l’électron et le proton sans tenir compte du spin et des effets relativistes de l’électron.

Constante physique

vignette|Dépendances des constantes définissant les unités du SI depuis 2019. Ici, a → b signifie que a est utilisé pour définir b. En science, une constante physique est une quantité physique dont la valeur numérique est fixe. Contrairement à une constante mathématique, elle implique directement une grandeur physiquement mesurable. Les valeurs listées ci-dessous sont des valeurs dont on a remarqué qu'elles semblaient constantes et indépendantes de tous paramètres utilisés, et que la théorie suppose donc réellement constantes.

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Séances de cours associées (8)

Approximation semi-classique : Effet Hall Quantique

Couvre l'approximation semi-classique des potentiels périodiques et l'effet Hall quantique.

Effet Hall Quantique

Explore l'effet Hall quantique, couvrant les équations semi-classiques, les niveaux de Landau, les découvertes du prix Nobel et la quantification de l'énergie.

Transport de charge dans les systèmes de faible dimension

Couvre le transport de charge dans les semi-conducteurs, les systèmes de faible dimension, la conductance quantique et l'effet Hall quantique.

La susceptibilité magnétique : notions de base et applications

Explore l'aimantation, les champs magnétiques, le moment cinétique de spin et le comportement matériel dans les champs magnétiques, en discutant de la susceptibilité, du paramagnétisme et du diamagnétisme.

Explorer les phases topologiques 4D de la matière

Explore les phases topologiques 4D de la matière à travers la simulation quantique et discute des approches comme le pompage topologique et les dimensions synthétiques.

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Effet Hall quantique fractionnaire

Electron degeneracy pressure

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Constante physique

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