G1031341 - Nanomagnetismo e nanotecnoloxía (Materias optativas) - Curso 2013/2014

Información

• Créditos ECTS
• Créditos ECTS: 4.50
• Total: 4.5
• Horas ECTS
• Clase Expositiva: 18.00
• Clase Interactiva Seminario: 18.00
• Horas de Titorías: 2.25
• Total: 38.25

Outros Datos

• Tipo: Materia Ordinaria Grao RD 1393/2007
• Departamentos: Física Aplicada
• Áreas: Electromagnetismo
• Centro: Facultade de Física
• Convocatoria: 2º Semestre de Titulacións de Grao/Máster
• Docencia e Matrícula: null

Profesores

Nome	Coordinador
CASTRO PAREDES, FRANCISCO JAVIER.	SI

Horarios

Nome	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exames
Grupo /CLE_01	Ordinario	Clase Expositiva	SI	SI
Grupo /CLIS_01	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	SI	NON
Grupo /CLIS_02	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	SI	NON
Grupo /TI-ECTS01	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo /TI-ECTS02	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo /TI-ECTS03	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo /TI-ECTS04	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON

Programa

Existen programas da materia para os seguintes idiomas:

Castelán

Galego

Obxectivos da materia
O obxectivo fundamental da materia será ofrecer aos alumnos unha introdución ao magnetismo e as súas aplicacións centrandonos no emerxente campo dos materiais nanoestructurados. Partindo desde conceptos básicos do Electromagnetismo e Mecánica Cuántica, na primeira parte da materia discutiranse os fenómenos magnéticos básicos tanto desde un punto de vista experimental como teórico. Porase enfasis nunha aproximación fenomenológica sacrificando ás veces desenvolvementos mais precisos e complexos. A segunda parte da materia pretende ofrecer unha síntese das propiedades dos materiais nanomagnéticos máis utilizados polo seu interese cientifico e tecnolóxico, resaltando as súas aplicacións mais interesantes. Ao final da materia, o alumno entenderá o nanomagnetismo como unha parte importante da investigación actual en contínua evolución.
Contidos
Introdución: Momentos magnéticos, teorema de Bohr-van Leeuwen, Magnetismo e Mecánica Cuántica.

Momentos magnéticos illados: Un átomo nun campo magnético. Susceptibilidad magnética, diamagnetismo, paramagnetismo. Regras de Hund.

Interaccións magnéticas: Interacción dipolar magnética, interacción de intercambio.

Ordenamento e estruturas magnéticas: Ferromagnetismo, antiferromagnetismo, ferrimagnetismo, ordenamentos helicoidales, vidros de espín.

Ordenamento magnético e ruptura de simetría: Ruptura de simetría. Modelos (landau, Heisenber, Ising, xy). Consecuencias da ruptura de simetría: existencia de transicións de fase, rixidez, excitacións magnéticas:ondas de espín, defectos. Transicións de fase, campo medio, expoñentes críticos.

Magnetismo itinerante: Paramagnetismo de Pauli. Ondas de densidade de espín. Estrutura electrónica e magnetismo.

Estruturas de dominio: Enerxía de anisotropía magnética. Paredes de dominio. Formación de dominios. Procesos de magnetización.

Nanopartículas magnéticas: Dependencia da estrutura de dominio co tamaño das partículas: particulas monodominio. Modelo de Stoner-Wolfarth. Superparamagnetismo. Aplicacións tecnolóxicas. Nanoparticulas metálicas. Propiedades ópticas. Nanoantenas.

Láminas e capas magnéticas. Magnetismo de superficies. Axuste magnético entre capas. Aplicacións tecnolóxicas.

Magnetorresistencia e as súas aplicacións tecnolóxicas: Magnetorresistencia normal. Magnetorresistencia xigante. Magnetorresistencia colosal. Magnetorresistencia por efecto tunel. Aplicacións: valvulas de espín, memorias magnéticas e sensores. Efecto Hall. Espintrónica.

Bibliografía básica e complementaria
"Magnetism in condesed matter", Stephen Blundell, Oxford Master Series in Condensed Matter Physics, 2001.

"Spin electronics", M. Ziese, M. J. Thornton, Springer 2001.

"Magnetism. from fundamentals to nanoscale dynamics", J Stohr, H. C. Siegmann, Springer 2006.

"Fundamentals of magnetism", M. Getzlaff, Springer 2008.

"Principes of nanomagnetism", A. P. Guimaraes, Springer 2009.

"Quantum theory of magnetism", W. Nolting, Springer 2009.

"Magnetism and magnetic materials", J. D. M. Coey, Cambridge, 2010.

"Introduction to nanoscience", S. M. Lindsay, Oxford, 2010.

"Fundamentals of nanotechnology", G. L. Horniak et al. CRC Press, 2009.

"Nanoscience and technology: A collection reviews from Nature journals. Editado por P. Rogers. Nature publishing group. 2010.

"Introduction to spintronics", S. Bandyopadhyay, CRC Press, 2008.


Competencias
As competencias que se espera que os alumnos adquiran nesta materia son coñecementos específicos de magnetismo así como as bases introductorias doutras disciplinas troncales como Física Estatística, Mecánica Cuántica, Estado Sólido e Electrónica.


Metodoloxía da ensinanza
As actividades a partir das cales desenvolverase a docencia da materia serán de varios tipos: clases teóricas, seminarios e problemas. A participación do alumno será esencial nas clases de seminarios e problemas. Así mesmo porase a disposición do alumno horas de tutorías para discusións individualizadas de cantas dúbidas xurdan sobre os contidos das materias.
Sistema de evaluación
A asistencia a clase será obrigatoria e a avaliación será contínua e realizarase mediante a entrega de boletíns de exercicios e/ou a realización dun traballo monográfico sobre un tema da bibliografía recente de interese para o curso. Haberá tambien un exame final, na data programada polo decanato para aqueles alumnos que non superen a avaliación contínua ou queiran subir nota. O exame final constará da resolución de varios problemas relacionados cos contidos e técnicas estudadas na materia xunto con cuestións conceptuais breves e/ou unha proba tipo test.

Tempo de estudo e traballo persoal
Esta é unha materia de 4.5 créditos ECTS. Correspóndenlle 36 horas de clases presenciais, 24 delas de teoría e 12 de seminarios e problemas, 3 de tutorías e 73.5 horas de traballo persoal.



Recomendacións para o estudo da materia
Esta é unha materia complexa na que se lle presentarán ao estudante moitos conceptos que despues desenvolverá noutras materias troncales. Recoméndase levar a materia ao día, intentando reproducir os cálculos de clase, consultar a bibliografía recomendada para aclarar aqueles puntos que representen para o alumno algunha dificultade e sobre todo utilizar as tutorias para a resolución de todas as dúbidas que xurdan.