İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM)

İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM) Dersin Adı Course Name Yoğun Madde Fiziği II Condensed Matter II Kodu (Code) FI...
Author: Derya Zaimoğlu
12 downloads 0 Views 414KB Size
İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM) Dersin Adı

Course Name

Yoğun Madde Fiziği II

Condensed Matter II

Kodu (Code) FIZ 606E

Yarıyılı Kredisi (Semester) (Local Credits) Bahar/Güz 3.0 Fall/Spring Fizik Mühendisliği Enstitü/ABD/Program (Physics Engineering) (Institute/ Department/Program) Seçmeli Dersin Türü (Elective) (Course Type)

Dersin İçeriği (Course Description) 30-60 kelime arası

Dersin Amacı (Course Objectives)

AKTS Kredisi (ECTS Credits) 7.5

Dersin Dili (Course Language)

Ders Türü (Course Type) Doktora Ph.D.

İngilizce /Türkçe ( English /Turkish)

Yalıtkanlar. Kutuplanabilirlik Teorisi. Dielektrik Durulma. Kristallerde Kusurlar. Renk Merkezleri. Polaron. Eksiton. Diamanyetizma. Larmor Diamanyetizması. Hund Kuralları. Paramanyetizma. Pauli Paramanyetizması. Landau Diamanyetizması. Van Alphen-de Haas Olayı. Manyetik Düzen. Elektronların Etlileşmesi ve Manyetik Yapı. Manyetik Dipol. Heizenberg Modeli. Spin Dalgaları. Antiferromanyetizma. Moleküler Alan Teorisi. Süperiletkenlik. BCS Teorisi. Meisner Olayı. Josephson Olayı. Dielectrics. Theory of Polarizability. Dielectric Dispersion. Defects in Crystals. Color Centers. Polarons. Exitons. Diamagnetizm. Larmor Diamagnetizm. Hund’s Rules. Paramagnetizm. Pauli Paramagnetizm. Landau Diamagnetizm. Van Alphen-de Haas Effect. Magnetik Ordering. Interaction of Electrons and Magnetic Structure. Magnetic Dipol. The Heisenberg Model. Spin Waves. Antiferromagnetizm. Theory of Molecular Field. Superconductivity. The BCS Theory. The Meisner Effect. The Jozephson Effect. 1. Yalıtkanların fiziksel özelliklerini ve kutuplanabilirli teorisini açıklamak, 2. Kristallerde kusurları ve kusurlar çeşitini tanıtmak, 3. Diamanyetizma, paramanyetizma ve ferromanyetizma olaylarını ve kuvantum teorisini açıklamak, 4. Manyetik malzemelerde manyetik düzen ve kolektif olayları açıklamak, 5. Süperiletkenlerde fiziksel olayları anlatmak.

Maddeler halinde 2-5 adet 1.To explain the theory of polarizability and physical properties of dielectrics, 2.To introduce a point defects and different type of defects in crystals, 3. To explain a quantum theory and phenomena of diamagnetism, paramagnetizm and ferromagnetism, 4. To explain a magnetic ordering and accompanied collective phenomena in solids, 5. To explain a superconductivity and physical phenomena in superconducting materials.

Dersin Öğrenme Çıktıları (Course Learning Outcomes) Maddeler halinde 4-9 adet Yazdığınız çıktıların ölçülebilir olmasına dikkat ediniz.

Bu dersi başarıyla tamamlayan doktora öğrencileri aşağıdaki konularda bilgi, beceri ve yetkinlik kazanırlar; I.Yalıtkanların kutuplanabilirlik teorisini öğrenme, II. Yalıtkanların statik ve dinamik özelliklerini anlama, III. Kristallerde kusurlar ve kusurlar türlerini öğrenme, IV. Manyetik alınganlık, diamanyetizma ve paramanyetizma olaylarını öğrenme, V. Manyetizmanın kuantum teorisini anlama, VI. Serbest elektronların katıların manyetik özelliklerine etkisi ve manyetik alanda davranışını anlama, VII. Ferromanyetizma, manyetik düzen ve kolektif olayları öğrenme, VIII . Süperiletkenlik teorisini ve süperiletkenlerde fiziksel olayları öğrenmiş olacaklardır, Ph.D. students who successfully pass this course gain knowledge, skills and competency in the following subjects; I. The theory of polarizability of dielectrics, II. The static and dynamic properties of dielectrics, III. The point defects and defects type in crystals, IV. The magnetic susceptibility, diamagnetism and paramagnetizm phenomena, V. The quantum theory of magnetism, VI. The effect of free electrons on the magnetic properties of solids, VII. The ferromagnetism, magnetic ordering and collective phenomena in its, VIII. The superconductivity theory and physical phenomena in superconductors.

Kaynaklar (References) En önemli 5 adedini belirtiniz

Ödevler ve Projeler (Homework & Projects)

1. J.Patterson, Solid-state physics: introduction to theory, Springer, 2007, 2. G. Grossa, G. Pastory, Solid State Physics, Acad. Press, 2000 3. N.W. Ashcroft, N.D.Mermin, Solid State Physics, Cornel Univ., 1976, 4. J.M. Ziman, Principles of the Theory of Solids, Cambridge, 1972, 5. C. Kittel, Quantum Theory of Solids, John Willey&Sons, 1963 Öğrencilerin dersi daha iyi öğrenmelerine yardım etmesi amacıyla dönem boyunca 78 tane haftalık ödev verilecek ve bunlar bir hafta sonra toplanacaktır. To help students learning and comprehending the course material better, 7 or 8 problem sets should be assigned throughout the semester, and their solutions should be returned back in the subsequent week.

Laboratuar Uygulamaları (Laboratory Work)

Bilgisayar Kullanımı (Computer Use)

Diğer Uygulamalar (Other Activities)

Başarı Değerlendirme Sistemi (Assessment Criteria) Başarı değerlendirme sisteminde dersin çıktılarının olabildiğince kantitatif ölçülmesine olanak sağlayan ölçme yöntemleri kullanılmalıdır.

Faaliyetler (Activities) Yıl İçi Sınavları (Midterm Exams) Kısa Sınavlar (Quizzes) Ödevler (Homework) Projeler (Projects) Dönem Ödevi/Projesi (Term Paper/Project) Laboratuar Uygulaması (Laboratory Work) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Final Sınavı (Final Exam)

Adedi* (Quantity) 2

Değerlendirmedeki Katkısı, % (Effects on Grading, %) 30

7

15

7

15

1

40

*Yukarıda Belirtilen Sayılar Minimum Olup Yerine Getirilmesi Zorunludur.

DERS PLANI Hafta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Konular Statik alanda yalıtkanlar. Yerel alan teorisi. Kutuplanabilirlik teorisi. Yalıtkanların dinamik özellikleri Kristallerde noktasal kusurlar ve kusurlar türleri. Manyetik alınganlık. Dolu atomik yörüngeye sahip yalıtkanın alınganlığı. Larmor diamagnetizması. Dolu olmayan atomik yörüngeye sahip iyonlar. Hund kuralları. Paramanyetizma. Metallerin alınganlığı. Pauli paramanyetizması. İletkenlik elektronların diamanyetizması. Landau diamanyetizması. Van Alphen-de Haas olayı. Fermi yüzeyleri. Serbest elektronlar manyetik alanda. Landau düzeyleri. Manyetik alanda Bloch düzeyleri. Osilasyonlar. Elektronların etkileşmesi ve manyetik yapı. Manyetik dipole etkileşmesi. Singlet ve triplet durumlar. Spin Hamiltonianı ve Heisenberg modeli. Manyetik düzenin termodinamiği. Heisenberg ferromanyetikin taban durumu. Mutlak sıcaklık. Spin dalgaları. Antiferromanyetizma. Moleküler alan teorisi. Manyetik bölgeler. Superiletkenliğin kritik sıcaklığı. Mükemmel diamanyetizma. Kritik alan. London denklemi. BCS teorisi. Meisner olayı ve mikroskopik teori. Ginzburg-Landau teorisi. Josephson olayı.

Dersin Çıktıları I I,II III IV IV V V VI VI VII VII VIII VIII VIII

COURSE PLAN Weeks 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Topics Dielectrics in the static field. Theory of the local field. Theory of the polarizability. Dynamic properties of dielectrics. The point defects and defects type in crystals. Magnetic susceptibility. Susceptibility of insulators with all shells filled. Larmor diamagnetism. Groud state of ions with a partially filled shell. Hund’s rules. Susceptibility of metals . Pauli paramagnetizm. Conduction electron diamagnetism. Landau diamagnetizm. Van Alphen-de Haas effect. Fermi surface. Free electrons in a magnetic field. Landau levels. Oscillations. Electrostatic origins of magnetic interactions. Magnetic dipolar interaction. Singlet and triplet states. The spin Hamiltonian and the Heisenberg model. Thermodynamic properties of magnetic ordering. Graund state of the Heisenberg ferromagnetic. Low temperature behavior. Spin waves. Antiferromagnetizm. Theory of molecular field. Domains. Superconductivity. Critical temperature. Perfect diamagnetizm. Magnetic properties. Critical field. London equation. BCS theory. Microscopic theory and the Meisner effect. The Ginzburg-Landau theory. The Josephson effect.

Course Outcomes I I,II III IV IV V V VI VI VII VII VIII VIII VIII

Dersin Fizik Mühendisliği Programıyla İlişkisi Programın mezuna kazandıracağı bilgi, beceri ve yetkinlikler (programa ait çıktılar) i.

Yüksek lisans yeterliliklerine dayalı olarak, alanındaki güncel ve ileri düzeydeki bilgileri özgün düşünce ve/veya araştırma ile uzmanlık düzeyinde geliştirebilme, derinleştirebilme ve alanına yenilik getirecek özgün tanımlara ulaşabilme (bilgi).

ii.

Alanının ilişkili olduğu disiplinlerarası etkileşimi kavrayabilme; yeni ve karmaşık fikirleri analiz, sentez ve değerlendirmede uzmanlık gerektiren bilgileri kullanarak özgün sonuçlara ulaşabilme (bilgi).

iii.

Alanındaki yeni bilgileri sistematik bir yaklaşımla değerlendirebilme ve kullanabilme (beceri).

iv.

Alanına yenilik getiren, yeni bir düşünce, yöntem, tasarım ve/veya uygulama geliştirebilme ya da bilinen bir düşünce, yöntem, tasarım ve/veya uygulamayı farklı bir alana uygulayabilme, özgün bir konuyu araştırabilme, kavrayabilme tasarlayabilme, uyarlayabilme ve uygulayabilme (beceri).

v.

Yeni ve karmaşık düşüncelerin eleştirel analizini, sentezini ve değerlendirmesini yapabilme (beceri).

vi.

Alanı ile ilgili çalışmalarda araştırma yöntemlerini kullanabilmede üst düzey beceriler kazanmış olma (beceri).

vii.

Alanına yenilik getiren, yeni bir düşünce, yöntem, tasarım ve/veya uygulama geliştiren ya da bilinen bir düşünce, yöntem, tasarım ve/veya uygulamayı farklı bir alana uygulayan özgün bir çalışmayı bağımsız olarak gerçekleştirerek alanındaki ilerlemeye katkıda bulunabilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği).

viii

Alanı ile ilgili en az birer adet bilimsel makaleyi ulusal ve uluslararası hakemli dergilerde yayınlayarak veya özgün bir yapıt üreterek ya da yorumlayarak alanındaki bilginin sınırlarını genişletebilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği).

ix.

Özgün ve disiplinlerarası sorunların çözümlenmesini gerektiren ortamlarda liderlik yapabilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği).

x.

Yaratıcı ve eleştirel düşünme, sorun çözme ve karar verme gibi üst düzey zihinsel süreçleri kullanarak alanı ile ilgili yeni düşünce ve yöntemler geliştirebilme (Öğrenme Yetkinliği).

xi.

Sosyal ilişkileri ve bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısıyla inceleyebilme, geliştirebilme ve gerektiğinde değiştirmeye yönelik eylemleri yönetebilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik).

xii.

Uluslararası platformlarda, uzman kişiler ile alanındaki konuların tartışılmasında özgün görüşlerini savunabilme ve alanındaki yetkinliğini gösteren etkili bir iletişim kurabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik).

xiii.

Bir yabancı dili en az Avrupa Dil Portföyü C1 Genel Düzeyi’nde kullanarak ileri düzeyde yazılı, sözlü ve görsel iletişim kurabilme ve tartışabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik).

xiv

Alanındaki bilimsel, teknolojik sosyal veya kültürel ilerlemeleri tanıtarak, yaşadığı toplumun bilgi toplumu olma ve bunu sürdürebilme sürecine katkıda bulunabilme (Alana Özgü Yetkinlik).

xv

Alanı ile ilgili karşılaşılan sorunların çözümünde stratejik karar verme süreçlerini kullanarak işlevsel etkileşim kurabilme (Alana Özgü Yetkinlik).

xvi.

Alanı ile ilgili konularda karşılaşılan toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik sorunların çözümüne katkıda bulunabilme ve bu değerlerin gelişimini destekleyebilme (Alana Özgü Yetkinlik).

1: Az, 2. Kısmi, 3. Tam

Katkı Seviyesi 1 2 3 X

X

X X

X X X

X

X

Relationship between the Course and Physics Engineering Curriculum Level of Contribution 1 2 3

Program Outcomes i.

Developing and intensifying the current and high-level knowledge in the area with the use of original thinking and/or research processes and in a specialistic level, based upon the competency in M.S. level (knowledge).

ii.

Grasping the inter-disciplinary interaction related to one’s area; reaching original results by using the specialistic knowledge in analyzing, synthesizing and evaluating new and complex ideas (knowledge).

iii.

The ability to evaluate and use new information in the area with a systematical approach (skill).

iv.

Developing a new idea, method, design and/or application which brings about innovation in the area; or, applying a conventional idea, method, design and/or application to a different environment; researching, grasping, designing and applying an original subject (skill).

v.

The ability to critically analyze, synthesize and evaluate the new and complex ideas (skill).

vi.

Acquiring the most developed skills about using the research methods in studies in the related area (skill).

vii.

Contributing to the progress in the area by independently carrying out a study which uses a new idea, method, design and/or application which brings about innovation in the area; or, applying a conventional idea, method, design and/or application to a different environment (Competence to work independently and take responsibility).

viii

Expanding the limits of knowledge in the area by publishing at least one scientific article in an international peer reviewed journal and/or creating or interpreting an original work (Competence to work independently and take responsibility).

ix.

Fulfilling the leader role in the environments where solutions are sought for the original and inter-disciplinary problems (Competence to work independently and take responsibility).

x.

Developing area-related new ideas and methods by making use of high level intellectual processes such as creative and critical thinking, problem solving and decision making (Learning Competence).

xi.

Ability to see and develop social relationships and the norms directing these relationships with a critical look and the ability to direct the actions to change these when necessary. (Communication and Social Competency).

xii.

The ability to establish effective communication with experts in the international environments to discuss the area-related subjects and to defend original opinions, showing one’s competency in the area (Communication and Social Competency).

xiii.

Proficiency in a foreign language –at least European Language Portfolio C1 Level- and establishing written, oral and visual communication and developing argumentation skills with that language (Communication and Social Competency).

xiv

Contributing to the society’s state and progress towards being an information society by announcing and promoting the technological, scientific and social developments in one’s area (Area Specific Competency).

xv

Ability to establish effective communication in the solving of the problems faced in the area, by using the strategic decision making processes (Area Specific Competency).

xvi.

Contributing to the solution of area-related social, scientific, cultural and ethical problems and promoting the development of these values (Area Specific Competency).

X

X

X X

X X X

X

1: Little, 2. Partial, 3. Full

Düzenleyen (Prepared by) Prof. Dr. Ferid Salehli

Tarih (Date)

İmza (Signature)

X