Créditos ECTS Créditos ECTS: 4.5
Horas ECTS Criterios/Memorias Trabajo del Alumno/a ECTS: 74.2 Horas de Tutorías: 2.25 Clase Expositiva: 18 Clase Interactiva: 18 Total: 112.45
Lenguas de uso Castellano, Gallego
Tipo: Materia Ordinaria Grado RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Física Aplicada
Áreas: Electromagnetismo
Centro Facultad de Física
Convocatoria: Segundo semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable
El objetivo fundamental de la asignatura será ofrecer a los alumnos una introducción al magnetismo y sus aplicaciones centrandonos en el emergente campo de los materiales nanoestructurados. Partiendo desde conceptos básicos del Electromagnetismo y Mecánica Cuántica, en la primera parte de la asignatura se discutirán los fenómenos magnéticos básicos tanto desde un punto de vista experimental como teórico. Se pondrá enfasis en una aproximación fenomenológica sacrificando a veces desarrollos mas precisos y complejos. La segunda parte de la asignatura pretende ofrecer una síntesis de las propiedades de los materiales nanomagnéticos más utilizados por su interés cientifico y tecnológico, resaltando sus aplicaciones mas interesantes. El resultado del aprendizaje de la asignatura, el alumno entenderá el nanomagnetismo como una parte importante de la investigación actual en contínua evolución.
Introducción: Momentos magnéticos, teorema de Bohr-van Leeuwen, Magnetismo y Mecánica Cuántica.
Momentos magnéticos aislados: Un átomo en un campo magnético. Susceptibilidad magnética, diamagnetismo, paramagnetismo. Reglas de Hund.
Interacciones magnéticas: Interacción dipolar magnética, interacción de intercambio.
Ordenamiento y estructuras magnéticas: Ferromagnetismo, antiferromagnetismo, ferrimagnetismo, ordenamientos helicoidales, vidrios de espín.
Ordenamiento magnético y ruptura de simetría: Ruptura de simetría. Modelos (Landau, Heisenberg, Ising, xy). Consecuencias de la ruptura de simetría: existencia de transiciones de fase, rigidez, excitaciones magnéticas:ondas de espín, defectos. Transiciones de fase, campo medio, exponentes críticos.
Magnetismo itinerante: Paramagnetismo de Pauli. Ondas de densidad de espín. Estructura electrónica y magnetismo.
Estructuras de dominio: Energía de anisotropía magnética. Paredes de dominio. Formación de dominios. Procesos de magnetización.
Nanopartículas magnéticas: Dependencia de la estructura de dominio con el tamaño de las partículas: particulas monodominio. Modelo de Stoner-Wolfarth. Superparamagnetismo. Aplicaciones tecnológicas. Nanoparticulas metálicas. Propiedades ópticas. Nanoantenas.
Láminas y capas magnéticas. Magnetismo de superficies. Acoplamiento magnético entre capas. Aplicaciones tecnológicas.
Magnetorresistencia y sus aplicaciones tecnológicas: Magnetorresistencia normal. Magnetorresistencia gigante. Magnetorresistencia colosal. Magnetorresistencia por efecto tunel. Aplicaciones: valvulas de espín, memorias magnéticas y sensores. Efecto Hall. Espintrónica.
Bibliografía básica:
"Magnetism in condesed matter", Stephen Blundell, Oxford Master Series in Condensed Matter Physics, 2001.
Bibliografía complementaria:
"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.
Las competencias que se espera que los alumnos adquieran en esta materia son conocimentos específicos de magnetismo así como las bases introductorias de otras disciplinas troncales como Física Estadística, Mecánica Cuántica, Estado Sólido y Electrónica.
Básicas
CB1 - Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación
secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que
implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen
demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir
juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
Generales
CG1 - Poseer y comprender los conceptos, métodos y resultados más importantes de las distintas ramas de la Física, con perspectiva histórica de su
desarrollo.
CG2 - Tener la capacidad de reunir e interpretar datos, información y resultados relevantes, obtener conclusiones y emitir informes razonados
en problemas científicos, tecnológicos o de otros ámbitos que requieran el uso de conocimientos de la Física.
CG3 - Aplicar tanto los conocimientos teóricos-prácticos adquiridos como la capacidad de análisis y de abstracción en la definición y
planteamiento de problemas y en la búsqueda de sus soluciones tanto en contextos académicos como profesionales
Transversales
CT1 - Adquirir capacidad de análisis y síntesis.
CT2 - Tener capacidad de organización y planificación.
CT5 - Desarrollar el razonamiento crítico.
Específicas
CE1 - Tener una buena comprensión de las teorías físicas más importantes, localizando en su estructura lógica y matemática, su soporte experimental
y el fenómeno físico que puede ser descrito a través de ellos.
CE2 - Ser capaz de manejar claramente los órdenes de magnitud y realizar estimaciones adecuadas con el fin de desarrollar una clara percepción de
situaciones que, aunque físicamente diferentes, muestren alguna analogía, permitiendo el uso de soluciones conocidas a nuevos problemas.
CE5 - Ser capaz de realizar lo esencial de un proceso o situación y establecer un modelo de trabajo del mismo, así como realizar las aproximaciones
requeridas con el objeto de reducir el problema hasta un nivel manejable. Demostrará poseer pensamiento crítico para construir modelos físicos.
CE6 - Comprender y dominar el uso de los métodos matemáticos y numéricos más comúnmente utilizados en Física
CE8 - Ser capaz de manejar, buscar y utilizar bibliografía, así como cualquier fuente de información relevante y aplicarla a trabajos de investigación
y desarrollo técnico de proyectos
Las actividades a partir de las cuales se desarrollará la docencia de la asignatura serán de varios tipos: clases teóricas, seminarios y problemas. La participación del alumno será esencial en las clases de seminarios y problemas. Asimismo se pondrá a disposición del alumno horas de tutorías para discusiones individualizadas de cuantas dudas surjan sobre los contenidos de las asignaturas.
OBSERVACIONES debidas a la nueva situación del Covid-19.
Si no pudiéramos tener clases presenciales, entonces se empleará el Teams u otros medios para tratar de substituirlas lo mejor posible. En este caso siempre iremos siguiendo el texto básico del Blundell y también sus ejercicios
1. PRESENCIAL. Este es el fundamental y que se espera tener para conseguir bien los objetivos propuestos.
2. SEMIPRESENCIAL. En este casso se presentará en la Secretaría Virtual y en Teams material que puedan substituir en lo posible las deficiencias.
3. NO-PRESENCIAL. Sin duda este caso es el peor y se tendrá que suplir haciendo muchos más ejercicios personales los alumnos y siguiendo las dificultades del conocimiento.
La asistencia a clase será obligatoria y la evaluación será continua y se realizará mediante la entrega de boletines de ejercicios, realización de controles y/o la realización de un trabajo monográfico sobre un tema de la bibliografía reciente de interés para el curso. Habrá también un examen final, en la fecha programada por el decanato para aquellos alumnos que no superen la evaluación continua o quieran subir nota.
OBSERVACIONES debidas a la nueva situación del Covid-19.
La evaluación será continua en cualquiera de los casos y los alumnos deberán hacer los ejercicios de cada tema que finalmente darán la calificación final
Esta es una asignatura de 4.5 créditos ECTS. Le corresponden 42 horas de clases presenciales, 28 de ellas de teoría y 14 de seminarios y problemas, 3 de tutorías y 67.5 horas de trabajo personal.
Esta es una asignatura compleja en la que se le presentarán al estudiante muchos conceptos que despues desarrollará en otras asignaturas troncales. Se recomienda llevar la asignatura al día, intentando reproducir los cálculos de clase, consultar la bibliografía recomendada para aclarar aquellos puntos que representen para el alumno alguna dificultad y sobre todo utilizar las tutorias para la resolución de todas las dudas que surjan.
En el momento de aprobar esta programación docente, pensando en un posible escenario 2 o 3 debido al Covid-19, se está en el proceso de solicitud y adquisición de nuevo material bibliográfico electrónico; por lo que se informará en su momento en el Campus Virtual del material bibliográfico disponible para esta asignatura.
Daniel Baldomir Fernandez
Coordinador/a- Departamento
- Física Aplicada
- Área
- Electromagnetismo
- Teléfono
- 881813969
- Correo electrónico
- daniel.baldomir [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidad
| Miércoles | |||
|---|---|---|---|
| 18:00-19:30 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Virtual 3º |
| Jueves | |||
| 18:00-19:30 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Virtual 3º |
| Viernes | |||
| 09:00-10:30 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Virtual 3º |
| 24.05.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | 3 (Informática) |
| 24.05.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 0 |
| 24.05.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 130 |
| 24.05.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 140 |
| 24.05.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 6 |
| 24.05.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 830 |
| 24.05.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 840 |
| 24.05.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Magna |
| 25.06.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | 3 (Informática) |
| 25.06.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 0 |
| 25.06.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 130 |
| 25.06.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 140 |
| 25.06.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 6 |
| 25.06.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 830 |
| 25.06.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 840 |
| 25.06.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Magna |