Créditos ECTS Créditos ECTS: 4.5
Horas ECTS Criterios/Memorias Traballo do Alumno/a ECTS: 74.2 Horas de Titorías: 2.25 Clase Expositiva: 18 Clase Interactiva: 18 Total: 112.45
Linguas de uso Castelán, Galego
Tipo: Materia Ordinaria Grao RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Física Aplicada
Áreas: Electromagnetismo
Centro Facultade de Física
Convocatoria: Segundo semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable
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 fenomenolóxica 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. O resultado do aprendizaxe da materia, o alumno entenderá o nanomagnetismo como unha parte importante da investigación actual en contínua evolución.
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 cuántico.
Ordenamento e estruturas magnéticas: ferromagnetismo, antiferromagnetismo, ferrimagnetismo, ordenamentos helicoidales, vidros de espín.
Ordenamento magnético e ruptura de simetría: Ruptura de simetría. Modelos (Landau, Heisenberg, 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:
"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.
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.
COMPETENCIAS BÁSICAS
CB1 - Que os estudantes demostren posuír e comprender coñecementos nunha área de estudo que parte da base da educación secundaria xeral, e adóitase atopar a un nivel que, aínda que se apoia en libros de texto avanzados, inclúe tamén algúns aspectos que implican coñecementos procedentes da vangarda do seu campo de estudo
CB2-Que os estudantes saiban aplicar os seus coñecementos ao seu traballo ou vocación dunha forma profesional e posúan as competencias que adoitan demostrarse por medio da elaboración e defensa de argumentos e a resolución de problemas dentro da súa área de estudo
CB3-Que os estudantes teñan a capacidade de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro da súa área de estudo) para emitir xuízos que inclúan unha reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica ou ética
COMPETENCIAS XERAIS
CX1 - Coñecer os conceptos, métodos e resultados máis importantes das distintas ramas da Física, xunto con certa perspectiva histórica do seu desenvolvemento.
CX2 - Ter a capacidade de reunir e interpretar datos, información e resultados relevantes, obter conclusións e emitir informes razoados en problemas científicos, tecnolóxicos ou doutros ámbitos que requiran o uso de coñecementos da Física
CX3 - Aplicar tanto os coñecementos teóricos-prácticos adquiridos como a capacidade de análise e de abstracción na definición e formulación de problemas e na procura das súas solucións tanto en contextos académicos como profesionais
COMPETENCIAS TRANVERSAIS
CT1 - Adquirir capacidade de análise e síntese.
CT2 - Ter capacidade de organización e planificación.
CT3 - Dominar unha lingua estranxeira e traballar nun contexto internacional
CT4 - Ser capaz de traballar en equipo.
CT5 - Desenvolver o razoamento crítico.
CT6 - Desenvolver a creatividade, iniciativa e espírito emprendedor
COMPETENCIAS ESPECÍFICAS
CE1 - Ter unha boa comprensión das teorías físicas máis importantes, localizando na súa estrutura lóxica e matemática, o seu soporte experimental e o fenómeno físico que pode ser descrito a través de ellos
CE2 - Ser capaz de manexar claramente as ordes de magnitude e realizar estimacións adecuadas co fin de desenvolver unha clara percepción de situacións que aínda que fisicamente diferentes, mostren algunha analogía, permitindo o uso de solucións coñecidas a novos problemas
CE3 - Haberse familiarizado cos modelos experimentais máis importantes, ademais ser capaces de realizar experimentos de forma independente, así como describir, analizar e avaliar críticamente os datos experimentais.
CE4 - Ser capaz de comparar novos datos experimentais con modelos dispoñibles para revisar a súa validez e suxerir cambios que melloren a concordancia dos modelos cos datos
CE5 - Ser capaz de realizar o esencial dun proceso ou situación e establecer un modelo de traballo de leste, así como realizar as aproximacións requiridas co obxecto de reducir o problema até un nivel manexable. Demostrará posuír pensamento crítico para construír modelos físicos
CE6- Comprender e dominar o uso dos métodos matemáticos e numéricos máis comunmente utilizados en Física
CE7 - Ser capaz de utilizar ferramentas informáticas e desenvolver programas de software
CE8 - Ser capaz de manexar, buscar e utilizar bibliografía, así como calquera fonte de información relevante e aplicala a traballos de investigación e desenvolvemento técnico de proxectos
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.
OBSERVACIÓNS debidas a nova situación do Covid-19.
Si non poidéramos ter as clases presenciáis entón se empregará o Teams ou outros medios para tratar de sustituilas o mellor posible. Neste caso sempre iremos a carón da primeira referencia de Blundell e tamén dos seus exercicios. Nos tres escenarios que se poden presentar:
1. PRESENCIAL. Este é o que fundamental e que se espera ter para conquerir ben os obxetivos propostos.
2. SEMIPRESENCIAL. Neste caso presentarase material na Secretaría Virtual e Teams, co fin de sustituir o contacto persoal.
3. NON-PRESENCIAL. Este caso é sen dúbidas o peor. Os exercicios persoais dos alumnos e a corrección deles, será fundamental, ademáis de propor sempre textos que poidan axudar a superar as dificultades.
A asistencia a clase será obrigatoria e a avaliación será contínua e realizarase mediante a entrega de boletíns de exercicios, realización de controles 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.
OBSERVACIÓNS debidas a nova situación do Covid-19.
A evaluación en calquer caso será contínua e os alumnos deberán facer exercicios de cada tema que finalmente dará a calificación final.
Esta é unha materia de 4.5 créditos ECTS. Correspóndenlle 42 horas de clases presenciais, 28 de teoría e 14 de seminarios e problemas, 3 de tutorías e 67.5 horas de traballo persoal.
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.
No momento de aprobar esta programación docente, pensando nun posible escenario 2 ou 3, estase tamén en proceso de solicitude e adquisición de novo material bibliográfico electrónico; por elo o profesorado da materia especificará no Campus Virtual qué material bibliográfico pode atoparse en formato electrónico na biblioteca da USC cando os fondos estean dispoñibles.
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 Universidade
| Mércores | |||
|---|---|---|---|
| 18:00-19:30 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula Virtual 3º |
| Xoves | |||
| 18:00-19:30 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula Virtual 3º |
| Venres | |||
| 09:00-10:30 | Grupo /CLE_01 | Castelán | 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 |