Metody eksperymentalne fizyki współczesnej III

KARTA KURSU DLA STUDIÓW DOKTORANCKICH - FIZYKA
Nazwa
Metody eksperymentalne fizyki współczesnej III
Nazwa w j. ang.
Experimental methods of modern physics III
Punktacja ECTS
Kod
Koordynator
dr hab. prof. UP Hoa Kim Ngan Nhu-Tarnawska
Zespół dydaktyczny
Hoa Kim Ngan Nhu-Tarnawska
2
Opis kursu (cele kształcenia)
Celem kursu jest zapoznanie doktorantów z metodami doświadczalnymi stosowanymi w badaniach struktury
krystalicznej i elektronowej oraz właściwości elektromagnetycznych materii skondensowanej.
Przedstawienie technik badawczych materiałów przy użyciu aparatury z wielofunkcyjnymi pomiarami
fizycznych parametrów takiej jak PPMS, MPMS, która stanowi wyposażenie wielu laboratoriów fizyki fazy
skondensowanej. Zapoznanie studentów z współczesnymi technikami badawczych materiałów przy użyciu
promieniowania synchrotronowego. W ramach zajęć doktoranci zapoznają się z podstawowymi fizycznymi,
aspektami technicznymi prowadzenia pomiarów, aparatury pomiarowej oraz oprogramowania służącego do
opracowania wyników badań.
Efekty kształcenia
Efekt kształcenia dla kursu
Doktorant:
DKW01
Wiedza
DKW02
DKW03
DKW04
DKW05
- ma wiedzę dotyczącą podstawowych kierunków
badawczych fizyki fazy skondensowanej. Ma wiedzę z
zakresu podstawowych metod teoretycznego opisu
własności
strukturalnych,
elektronowych
i
magnetycznych materii skondensowanej.
- zna podstawowe metody eksperymentalne badania
materii skondensowanej. Zna najnowsze osiągnięcia
eksperymentalne w badaniu materiałów w fazie
skondensowanej.
- zna metody dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego
i nadfioletowego.
- zna podstawy zastosowania promieniowania
synchrotronowego w spektroskopii ciała stałego.
- ma wiedzę dotyczącą sposobu użycia tych metod w
zrozumieniu i interpretacji wyników doświadczalnych.
Efekt kształcenia dla kursu
Doktorant:
DKU01
Umiejętności
DKU02
- potrafi omówić wybrane zjawiska, eksperymenty,
metody badawcze i teorie fizyczne związane z
aktualnymi
pracami
w
dziedzinie
fizyki
fazy
skondensowanej.
- potrafi wybrać odpowiednie techniki doświadczalne do
realizacji określonego zadania badawczego.
Odniesienie do
efektów dla
studiów
doktoranckich
D_W01
D_W03
D_W05
D_W10
D_W15
D_W17
D_W01
D_W15
D_W01
D_W06
D_W11
Odniesienie do
efektów dla
studiów
doktoranckich
D_U01,
D_U02
D_U03
1
DKU03
- potrafi wybrać i ocenić metodę badania struktury i
właściwości materii skondensowanej.
- posiada podstawowe umiejętności dotyczące
wykorzystania poznanych metod teoretycznych do
zrozumienia i prawidłowej interpretacji wyników
doświadczalnych.
DKU04
Efekt kształcenia dla kursu
Doktorant:
DKSK01
Kompetencje
Społeczne
- rozumie rolę współczesnych metod doświadczalnych w
rozwoju materiałoznawstwa. Ma świadomość znaczenia
podejmowania badań naukowych w dziedzinie fizyki dla
rozwoju nauki i rozwoju cywilizacyjnego.
- rozumie konieczność stałego śledzenia literatury
fachowej.
- wykazuje umiejętność rozumienia i stosowania w
praktyce zdobytej wiedzy.
- korzysta z różnych źródeł informacji w celu
podnoszenia poziomu wiedzy i umiejętności, rozumie
wagę samokształcenia w podnoszeniu kwalifikacji
zawodowych i powodzeniu na rynku pracy.
- posiada umiejętność prezentowania oraz uzasadniania
i obrony swoich poglądów naukowych.
DKSK02
DKSK03
DKSK04
DKSK05
D_U04
D_U05
D_U05
D_U09
Odniesienie do
efektów dla
studiów
doktoranckich
D_K01
D_K02
D_K04
D_K14, D_K16
D_K05
Organizacja
Forma zajęć
Liczba godzin
Wykład
(W)
zajęcia w grupach
A
K
L
S
P
E
30
Opis metod prowadzenia zajęć
Zajęcia prowadzone są metodą wykładu z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych oraz dyskusji
dotyczących omawianych zagadnień.
Forma zaliczenia
Kursu
Egzamin
Zaliczenie z oceną
Zaliczenie
x
Kryteria oceny
Forma zaliczenia: kolokwium pisemne.
BARDZO DOBRY - Doktorant posiada wiedzę i umiejętności wymienione w punktach
DKW01- DKW05 i DKU01- DKU04 oraz kompetencje DKSK01- DKSK05 i wykazuje
samodzielność, operatywność i twórcze podejście w ich stosowaniu.
DOBRY - doktorant posiada wiedzę i umiejętności wymienione w punktach DKW01DKW05 i DKU01- DKU04 oraz kompetencje DKSK01- DKSK05.
DOSTATECZNY - doktorant posiada wiedzę i umiejętności przynajmniej z dwóch
punktów z każdego z zakresów DKW01- DKW05 i DKU01- DKU04 oraz kompetencje
DKSK01- DKSK05.
NIEDOSTATECZNY - doktorant nie posiada wiedzy i umiejętności wymienionych w
punktach DKW01- DKW05 i DKU01- DKU04 oraz kompetencje DKSK01- DKSK05.
100 – 81% - bdb
80 – 61% - db
60 – 50% - dst
Uwagi
2
Treści merytoryczne (wykaz tematów)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Oddziaływanie promieniowania rentgenowskiego z materią. Dyfrakcja i Odbicie promieniowania
rentgenowskiego (XRD, XRR).
Spektroskopia fotoelektronowa rentgenowska (XPS, ARXPS (kątowo-rozdzielcza XPS), SPXPS (XPS
z analizą spinową).
Spektroskopia fotoelektronowa nadfioletowa (UPS, ARUPS, SPUPS).
Właściwości materiałów magnetycznych (ciepło właściwe, namagnesowanie i podatność
magnetyczna, opór elektryczny).
Wielofunkcyjny system pomiarowy fizycznych parametrów nowoczesnych materiałów (Physical
Properties Measurements System (PPMS)) w kontrolowanym środowisku niskich temperatur i pola
magnetycznego.
Magnetometr SQUID (Superconducting Quantum Interference Device - nadprzewodzący interferometr
kwantowy).
Promieniowanie synchrotronowe: zjawisko fizyczne, celowe wytwarzanie, charakterystyki.
Zastosowania promieniowania synchrotronowego w spektroskopii ciała stałego. Synchrotronowa
absorpcyjna spektroskopia rentgenowska (X-ray Absorption Spectroscopy, XAS). Rentgenowski
kołowy dichroizm magnetyczny (X-ray Magnetic Circular Dichroism, XMCD).
Wykaz literatury podstawowej
Oleś. Metody doświadczalne fizyki ciała stałego. (Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, 1999).
Artykuły dostępne (po polsku) na stronie http://synchrotron.pl pod zakładką Popular Articles:
1/ E.A. Görlich. Więcej światła! Źródła promieniowania synchrotronowego. Foton nr 88 (str. 4), nr 89 (str.
15) 2005.
2/ A. Kisiel. Synchrotron jako narzędzie: zastosowania promieniowania synchrotronowego w spektroskopii
ciała stałego. Biuletyn PTPS vol. 5 (no. 3) 2006.
Wykaz literatury uzupełniającej
C. Kittel. Wstęp do fizyki ciała stałego. (Wydawnictwo Naukowe PWN, 2012).
C. Suryanarayana, M. Grant Norton. X-Ray Diffraction: A Practical Approach. (Springer, 1998).
S. Hüfner. Photoelectron Spectroscopy. (Springer, 1995).
The Quantum Design PPMS http://www.qdusa.com/products/ppms.html
H. Wiedemann. Synchrotron Radiation. (Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2003).
3