Программа курса "Низкотемпературный магнетизм"
курс ведет проф. А.И. Смирнов
Курс - 3; семестр - 6; экзамен - 6 семестр; лекции - 48 часов; семинарские занятия - 32 часа

1. Кристаллическая структура твердых тел. Типы связей в твердых телах. Структуры элементов и простых соединений. Симметрия кристаллической решетки. Точечные и пространственные группы симметрии. Кристаллические системы и классы. Решетки Бравэ.
2. Определение структуры кристаллов. Обратные решетки. Зона Бриллюэна. Методы изучения структуры кристаллов. Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах Температурная зависимость дифракционных пиков рентгеновских лучей.
3. Фононы. Спектры колебаний одно- и двухатомной решеток. Методы измерения теплоемкости. Рассеяние электромагнитных волн на фононах. Правила отбора.
4. Тепловые свойства диэлектриков. Теория теплоемкости Дебая. Аномалия Шоттки. Теплопроводность диэлектриков.
5. Методы создания магнитных полей и магнитных измерений
6. Магнитные свойства пара- и диамагнитных диэлектриков. Магнитные свойства многоэлектронного атома. Диамагнетизм. Парамагнетизм невзаимодействующих магнитных ионов. Закон Кюри. Парамагнитное насыщение. Парамагнетизм Ван Флека.
7. Парамагнетизм в кристаллах. Влияние кристаллических полей на магнитную восприимчивость и структуру уровней магнитного иона. Парамагнитное насыщение. Адиабатическое размагничивание. Магнитная термометрия. Парамагнитный электронный и ядерный резонансы. Магнитная релаксация.
8. Магнитоупорядоченные кристаллы. Обменное взаимодействие. Магнитная симметрия. Нейтронография. Теория фазовых переходов второго рода для ферро- и антиферромагнетиков.
9. Описание магнитных структур в приближении молекулярного поля. Восприимчивость ферро и антиферромагнетика в парамагнитной области. Восприимчивость антиферромагнетика при низких температурах. Связь обменного интеграла и температуры перехода.
10. Термодинамическая теория магнитоупорядоченных кристаллов. Слабый ферромагнетизм. Пьезомагнетизм. Магнитоэлектрический эффект. Фазовая диаграмма антиферромагнетика на плоскости T - H. Теория спиновых волн. Закон Блоха. Магнитная теплоемкость.
11. Спиновая динамика магнитоупорядоченных сред. Ферромагнитный и антиферромагнитный резонанс. Нелинейные эффекты и параметрическое возбуждение спиновых волн.
12. Низкоразмерные магнетики. Анзац Бете и теорема Мермина - Вагнера (без вывода). Спин-пайерлсовский переход. Халдейновское состояние одномерного магнетика со спином единица.

Литература
1. Ч. Киттель. Введение в физику твердого тела (2-е издание)
2. Л.Д. Ландау, И.М. Лифшиц. Отдельные главы и параграфы из книг курса теоретической физики: Статистическая физика, Квантовая механика, Электродинамика сплошных сред
3. Д. Займан. Принципы теории твердого тела
4. Н.В. Ашкрофт, Н.Д. Мермин. Физика твердого тела
5. А.С. Боровик-Романов. Лекции по низкотемпературному магнетизму
6. О.В. Лоунасмаа. Принципы и методы получения температур ниже 1К