Clases 2021
Clase 16: Viernes 6 de agosto [video primera parte, video segunda parte] Notas de clase: Teoría de ondas de spin y cierre de la materia : ¿Qué se investiga en magnetismo cuántico actualmente?
Estado fundamental del modelo de Heisenberg cuántico ferromagnético
Teoría de ondas de espín: ferromagneto. Magnones. Relación de dispersión. Modos de Goldstone. Termodinámica.
Teoría de ondas de espín: antiferromagneto. Estado fundamental. Fluctuaciones cuánticas de punto cero.
Prospectiva. Conclusión de la materia
Clase 15: Viernes 30 de julio [video primera parte, video segunda parte] Notas de clase: modelo de Heisenberg
Distintos modelos de espines localizados
Estado fundamental del modelo de Heisenberg clásico. Fases espirales.
Susceptibilidad magnética en la fase paramagnética
Susceptibilidad de un antiferromagneto por debajo de la temperatura de Neel.
Clase 14: Jueves 8 de julio 14hs [video primera parte (se corta antes de los 10 min), video segunda parte, video tercera parte] Notas de clase: Intercambio en metales
Intercambio anisotrópico en aislantes.
Mecanismo de Stoner
Intercambio indirecto en metales.
Doble intercambio.
Clase 13: Viernes 2 de julio [video primera parte, video segunda parte, chat] Notas de clase: Intercambio en aislantes
Mecanismos de intercambio en aislantes
Derivación del modelo de Heisenberg
Interacción de intercambio entre dos iones: intercambios directo y cinético
Superintercambio
Reglas semiempíricas de Goodenough - Kanamori - Anderson
Clase 12: Viernes 25 de junio [video primera parte, video segunda parte] Notas de Clase: intercambio moléculas
Modelos de Heisenberg y de Hubbard de dos sitios
Repaso de Heitler-London y orbitales moleculares.
Modelo de Heisenberg de 2 sitios
Modelo de Hubbard de 2 sitios
Clase 11: Viernes 18 de junio [video primera parte, video segunda parte] Notas de clase.
Aproximaciones de orbitales moleculares y de Heitler-London para una molécula diatómica
Repaso de la integral de intercambio en He atómico.
Molécula de hidrógeno. Heitler y London. Orbitales moleculares. Combinación lineal de orbitales atómicos.
Cálculo de las energías de interacción: integral de Coulomb e integral de intercambio.
Clase 10: Viernes 11 de junio [video primera parte, video segunda parte] Notas de clase
Hamiltoniano de espín para el nivel cristalino fundamental. Degeneración de Kramers. Jahn-Teller
Fe de errata: en el video (segunda parte, a los 12') está MAL definido lo que es un operador antiunitario. Un operador antiunitario es un operador lineal tal que U^daga * U = U * U^daga = I y <y|U|lambda x> = lambda* <y|U| x>. El Messiah es una buena referencia para el estudio del operador de reversión temporal y sus propiedades matemáticas.
Efecto de la interacción de espín-órbita y campo magnético sobre el nivel cristalino fundamental. Hamiltoniano de spin: tensor giromagnético, single-ion anisotropy.
Reversión temporal y degeneración de Kramers.
Efecto Jahn-Teller.
Clase 9: Viernes 4 de junio [video primera parte, video segunda parte, chat] Notas de clase
Teoría del campo cristalino. Quenching del momento orbital
Repaso de la estructura electrónica atómica
Campo cristalino. Simetrías. Estados de una configuración 3d1 en potencial con simetría cúbica y tetragonal.
Quenching del momento angular orbital.
Clase 8: Viernes 28 de mayo [video primera parte, video segunda parte] Notas de Clase: Paramagnetismo de Pauli, Diamagnetismo de Landau
Paramagnetismo de Pauli. Diamagnetismo de Pauli
Paper sobre diamagnetismo de Landau (sigue la línea de Blundell, tal como nuestro apunte, pero aclara cosas que Blundell deja un tanto crípticas, aunque se apoya poco en figuras).
Clase 7: Viernes 21 de mayo [video primera parte - video segunda parte - chat]
Luciano presentó el tema de propiedades de los campos electromagnéticos frente a las operaciones de inversión e inversión temporal.
Patricio presentó la resolución del problema de un spin cuántico en un campo magnético.
Ignacio continuó con el desarrollo del magnetismo de momentos independientes: diamagnetismo de átomos de capas completas, paramagnetismo de capas incompletas, paramagnetismo de Van Vleck.
Clase 6: Viernes 14 de mayo [video primera parte, video segunda parte, chat primera parte, chat segunda parte ] Notas de clases: Momentos magnéticos independientes (actualizado 21/05)
Tarea para el próximo viernes:
Grupo 1: Propiedades de simetría de los campos eléctrico y magnético. Paridad, reversión temporal. Stohr, pág. 57
Grupo 2: Precesión de un spin cuántico en un campo magnético B uniforme.
Clase 5: Viernes 7 de mayo [video primera parte, video segunda parte] Notas de clases: Helio-Dirac-Hund
Espectro del Helio
Cálculo del espectro del Helio: exchange. Cálculo numérico del exchange
Ecuacion de Dirac y Ecuación de Pauli: espín
Interacción espín-órbita
Reglas de Hund
Clase 4: Viernes 30 de abril [video] Notas de clases: Espectro de átomos multielectrónicos
Análisis de los espectros. Términos espectrales y multipletes.
Análisis de Landé. Modelo vectorial. Intervalo de Landé.
Desdoblamiento por repulsión electrónica e interacción spin-órbita
Clase 3: Viernes 23 de abril [video, chat] Notas de clases: Átomo Multi-electrónico, distribución radial de orbitales calculada por Slater
Carga eléctrica en un campo magnético: estudio cuántico (sin el espín)
Átomos multi-electrónicos: aproximación de campo central, tabla periódica
Átomos multi-electrónicos: aproximación de campo central autoconsistente, localización de los orbitales 3d y 4f
Clase 2: Viernes 16 de abril [video primera parte, video segunda parte] Notas de clases: Efecto Einstein-de Haas y Teorema de Bohr-van Leween
Factor giromagnético orbital de una carga. Ecuación de movimiento del momento magnético. Torque disipativo. Interacción spin-red. Ecuación de Landau-Lifshitz-Gilbert.
Efecto Einstein-de Haas. Explicación fenomenológica.
Teorema de Bohr-van Leewen: inexistencia de respuesta magnética de un sistema clásico. Límite clásico de la susceptibilidad orbital cuántica. Explicación "con los dedos" sobre la inexistencia de magnetización clásica.
Clase 1: Viernes 9 de abril [video, chat] Notas de clases: Introducción, Maxwell - Curie, Langevin y Weiss
Magnetismo clásico:
¿Cómo se miden las propiedades magnéticas? Magnétometros de extracción, de muestra vibrante y de fuerza.
Clasificación entre materiales diamagnéticos, paramagnéticos y ferromagnéticos.
Ciclo de histéresis. Magnetización remanente. Campo coercitivo. Dominios ferromagnéticos. Materiales blandos y duros.
Ecuaciones de Maxwell macroscópicas. Relaciones constitutivas. Ecuaciones de Maxwell microscópicas. Significado estadístico de los campos. Polarización y magnetización. Susceptibilidades eléctrica y magnética. Cálculo mecano-estadístico de las susceptibilidades.
Los experimentos de Pierre Curie: ley de Curie de los paramagnetos, diamagnetos y ferromagnetos.
Teoría fenomenológica de Langevin para el paramagnetismo. Hipótesis de la existencia de momentos magnéticos permanentes. Cálculo mecanico-estadístico de la magnetización. Función de Langevin. Ley de Curie a altas temperaturas. Constante de Curie.
Teoría fenomenológica de Langevin para el diamagnetismo. Ausencia de momentos magnéticos permanentes y ley de Lenz aplicada a las órbitas electrónicas en el átomo. Susceptibilidad pequeña e independiente de la temperatura.
Teoría de campo medio de Weiss para ferromagnetos. Campo magnético efectivo. Aplicación de la teoría de Langevin. Temperatura crítica de Curie. Ley de Curie-Weiss de la susceptibilidad magnética para temperaturas mayores a la crítica. Las interacciones dipolares no pueden explicar el orden de magnitud del campo magnético efectivo.
Tarea: leer y analizar el efecto Einstein-de Haas, el cual permite medir la relación entre momento angular y momento magnético. En la página 2 del Blundell hay una breve mención al efecto. Estrechamente asociado está el efecto Burnett.