磁性物理学

Physics of Magnetism

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物質科学専攻科目・選択科目

理学研究科

1年

HSSMM5MCA1

2.0単位

講義 (Lecture)

2024年度後期

水戸 毅

理学研究科

日本語

講義資料は英語で記述

目標9

随時・703号室

メールアドレス
mito@sci.u-hyogo.ac.jp
連絡にはできるだけ @guh.u-hyogo.ac.jp のアドレスを用い、件名に「磁性物理学」と入れてください。（例 「磁性物理学  質問」など）

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1◎／4〇

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【講義目的】本講義では、原子の磁性、常磁性、結晶電場、平均場理論、交換相互作用、金属磁性、等について基本から学習し、固体が示す様々な磁性の機構について学ぶ。
【到達目標】原子の磁性、常磁性、結晶電場、平均場理論、交換相互作用、金属磁性、等について説明ができ、実際の固体における測定例からその物質の特性が分類できる。

キーワード：orbital and spin moments, total angular momentum, Hund’s rule, spin-orbit coupling, paramagnetism, crystal field, mean field theory, Landau theory,

【講義内容】本講義では、下記の学習内容に関する英語表記のプリントを配布し、輪読形式で各履修者が割り当て個所を複数回担当して和訳と解説を行う。
【授業計画】
本講義では、下記の学習内容に関する英語表記のプリントを配布し、各履修者が複数課題を担当して和訳と解説を行う。
1 Hydrogenic atom and angular momentum
2, 3 Many-electron atom
- Total angular momenta
- Hund's rules
- Spin-orbit coupling
4, 5 Paramagnetism
- Zeeman interaction
- Brillouin theory
- Langevin theory
(- Van Vleck susceptibility)
6-8 Crystal-field interactions-
- Crystal fields
- One-electron states in crystal fields and ligand fields
- Many-electron states in crystal fields and ligand fields
- Single-ion anisotropy due to electrostatic interaction
9-11 Mean field theory
- Molecular field theory
- Landau theory
- Stoner criterion
12, 13 Exchange interactions
- Exchange in insulators
- Exchange in metals
14. 15 Band magnetism
- Magnetic impurities in nonmagnetic metals
- Ferromagnetic metals

※レポート課題の作成において、生成AIの使用は認めない。

講義資料を配布。

Magnetism and Magnetic Materials (J. M. D. Coey著, CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS)
その他、一般的な磁性の教科書

【予習】講義ごとに資料の割り当て個所をあらかじめ読み、和訳する。また、割り当て個所の担当者は内容を解説する事前準備をし、担当者以外は資料中の理解できない点等がないか事前にチェックする。必要に応じて参考文献を読む。（45ｈ）
【復習】講義資料を改めて読み直し、内容が理解できているか確認する。講義内容の理解を深め定着させるために参考文献を読む。（15ｈ）

担当者の発表形式とし、担当者以外には発言や質問等を求め、授業態度に反映させる。

【成績評価の基準】
S（90点以上）、Ａ（80 点以上）、B（70 点以上）、C（60 点以上）による成績評価のうえ、単位を付与する。
【成績評価の方法】
講義資料の割り当て個所を正しく和訳できればC以上の成績とし、加えて割り当て個所の解説を行うために必要な学習を自ら行っているか、他の履修者が行う和訳や解説に対して適切な質疑が行われているか、を含めて総合的に評価する。

講義内容で生じた疑問点等は、講義中にて解説・議論する。

量子力学の基礎的な知識を身につけていることを前提とする。

該当しない