201567 - Materiales Superconductores y Superfluidos (OPTATIVAS VINCULADAS - ORIENTACIÓN FÍSICA DE MATERIAIS) - Curso 2011/2012

Información

Otros Datos

• Tipo: Materia Ordinaria RD 1497/1987
• Departamentos: Física de la Materia Condensada
• Áreas: Física de la Materia Condensada
• Centro: Facultad de Física
• Convocatoria: Segundo Cuatrimestre
• Docencia y Matrícula: null

Profesores

Nombre	Coordinador
TORRON CASAL, CAROLINA.	SI

Horarios

Nombre	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exámenes
Grupo L01	Ordinario	Laboratorio	NO	NO
Grupo T01	Ordinario	Teóricos	SI	SI

Programa

Existen programas da materia para los siguientes idiomas:

Castellano

Gallego

Inglés

Objetivos de la asignatura
El objetivo general de esta asignatura es la introducción de los conceptos teóricos y las técnicas experimentales básicos de la física de los superconductores y de los superfluidos.
En particular,
- Conocer la fenomenología de los superconductores y del helio superfluido.
- Introducción e interpretación de los modelos teóricos de la superconductividad y de la superfluidez.
- Análisis de las principales aplicaciones de los superconductores.

Contenidos
Teoría y seminarios

Parte I: Materiales superconductores.

1. Introducción: superconductividad y materiales superconductores.
- ¿Qué es un superconductor?
- Introducción histórica
- Materiales superconductores

2. Propiedades fundamentales.
- El efecto Meissner-Ochsenfeld
- Superconductores de tipo I y de tipo II
- Propiedades térmicas
- Cuantización del flujo magnético
- El efecto Josephson

3. Teorías fenomenológicas.
- El modelo de London
- Termodinámica del estado superconductor
- El modelo de Ginzburg-Landau
- Superconductores de tipo I y de tipo II
- El campo crítico inferior

4. Corrientes críticas en superconductores de tipo II.
- Introducción: estado mixto.
- Interacción entre vórtices: la red de Abrikosov.
- Corriente crítica. Dinámica de la red de vórtices

5. Resultados de la teoría microscópica.
- Introducción
- Inestabilidad del estado fundamental: pares de Cooper
- Origen de la interacción atractiva
- Teoría BCS
- Longitudes características en la teoría BCS

6. Efecto Josephson.
- Efecto túnel
- Corrientes Josephson
- Efecto Josephson dc
- Efecto Josephson ac
- SQUID dc


Parte II: Superfluidos.
1.Helio 4 superfluido.
- Licuación y solidificación del helio
- Helio 4 y la transición lambda: diagrama de fases del He4 y propiedades del He II.



Experimentos
*Medida de la resistividad eléctrica en función de la temperatura de diferentes materiales superconductores en presencia de distintos campos magnéticos. Análisis de la parte normal y de la temperatura de transición.
*Medida de la magnetización en función del campo magnético de diferentes materiales superconductores a distintas temperaturas. Obtención del campo crítico y de la corriente crítica.


Bibliografía básica y complementaria
- M. Cyrot, D. Pavuna, Introduction to Superconductivity and High Tc Materials (World Scientific).
- K. Fossheim, A. Sudbo, Superconductivity: Physics and Applications (Wiley).
- V.V. Schmidt, The Physics of Superconductors, eds. P. Muller, A.V. Ustinov (Springer).
- J.B. Ketterson and S.N. Song, Superconductivity (Cambridge University Press).
- C.P. Poole, H.A. Farach, R.J. Creswick, Superconductivity (Academic Press)
- M. Tinkham, Introduction to Superconductivity (McGraw-Hill).
- A.C. Rose-Innes, E.H. Rhoderik, Introduction to Superconductivity (Pergamon Press).
- Bernard Diu, Eléments de physique statistique (Hermann).
- D. L. Goodstein, States of matter (Dover).

Competencias
- Conocer las propiedades fundamentales de los superconductores y de los superfluidos.
- Comprender los principales modelos teóricos de la superconductividad.
- Calcular algunos de los parámetros fundamentales de la superconductividad.
- Analizar y resolver problemas sencillos en superconductores reales.
- Medir e intepretar la resistividad y la magnetización de distintos superconductores en función de la temperatura y del campo magnético aplicado.

Metodología de la enseñanza
- Nº de horas:
- Teoría + seminarios: 30
- Laboratorio: 15

- Al final de cada bloque temático se realizará una o dos horas de seminario.En ellos podrán participar los alumnos y se repasarán los temas ya vistos con la ayuda de cuestiones, ejercicios y ejemplos concretos.

-Las horas de laboratorio se dedicarán a
- i) análisis del superconductor en particular que se va a medir y estudio del montaje
experimental.
- ii) medida completa
- iii) anális in situ de los resultados
- iv) observación de fenómenos relacionados.


Sistema de evaluación
Examen final del conjunto de la asignatura (teoría + prácticas de laboratorio), evaluación de los problemas y cuestiones propuestos en los seminarios, y del trabajo experimental junto con los análisis relacionados. También se evaluarán los trabajos (optativos) que realice el alumno sobre temas relacionados con la asignatura.
Tiempo de estudio y trabajo personal
Horas presenciales:
Teoría: 22-24
Seminarios: 6-8

Horas no presenciales: 30

Laboratorio:
Medida: 5
Análisis y discusión: 10

TOTAL: 75 h

Recomendaciones para el estudio de la asignatura
- Asistencia a las clases teóricas
- Manejo de la bibliografía básica y de la propuesta en las clases teóricas y seminarios.
- Es importante haber cursado Física del Estado Sólido.