Universität Wien

260118 VU Advanced solid state physics: superconductivity (2024S)

5.00 ECTS (3.00 SWS), SPL 26 - Physik
Prüfungsimmanente Lehrveranstaltung
Moodle
Di 07.05. 09:00-11:30 Seminarraum A, Währinger Straße 17, 2. Stk., 1090 Wien

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Hinweis: Ihr Anmeldezeitpunkt innerhalb der Frist hat keine Auswirkungen auf die Platzvergabe (kein "first come, first served").

Details

max. 15 Teilnehmer*innen
Sprache: Englisch

Lehrende

Termine (iCal) - nächster Termin ist mit N markiert

Dienstag 05.03. 09:00 - 11:30 Seminarraum A, Währinger Straße 17, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 19.03. 09:00 - 11:30 Seminarraum A, Währinger Straße 17, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 09.04. 09:00 - 11:30 Seminarraum A, Währinger Straße 17, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 16.04. 09:00 - 11:30 Seminarraum A, Währinger Straße 17, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 23.04. 09:00 - 11:30 Seminarraum A, Währinger Straße 17, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 30.04. 09:00 - 11:30 Seminarraum A, Währinger Straße 17, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 14.05. 09:00 - 11:30 Seminarraum A, Währinger Straße 17, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 21.05. 09:00 - 11:30 Seminarraum A, Währinger Straße 17, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 28.05. 09:00 - 11:30 Seminarraum A, Währinger Straße 17, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 04.06. 09:00 - 11:30 Seminarraum A, Währinger Straße 17, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 11.06. 09:00 - 11:30 Seminarraum A, Währinger Straße 17, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 18.06. 09:00 - 11:30 Seminarraum A, Währinger Straße 17, 2. Stk., 1090 Wien

Information

Ziele, Inhalte und Methode der Lehrveranstaltung

Erster Kontakt mit Supraleitung
1.1 Elektrische Leitfähigkeit von Metallen und Supraleitern
1.2 Supraleitende Materialien
1.3 Meißner-Ochsenfeld-Effekt
1.4 Supraleiter 1. und 2. Art
1.5 London-Gleichungen

Ginzburg-Landau–Theorie
2.1 Kondensationsenergie
2.2 Ginzburg-Landau–Theorie des Phasenübergangs
2.3 GL-Theorie für inhomogene Systeme
2.4 Ginzburg-Landau–Theorie im Magnetfeld
2.5 Flußquantisierung, Abrikosov-Vortex–Gitter

Pinning und Vortexdynamik in Typ-II Supraleitern
3.1 Flussschläuche und ihre Eigenschaften
3.2 Vortex-Vortex-Wechselwirkung
3.3 Flux-Flow–Widerstand und Vortexpinning
3.4 Strom-Spannungs–Kennlinie bei T=0
3.5 Thermisch-aktiviertes Flux-Flow (TAFF)
3.6 Mikrowellen-Leistungsabsorption

Phasenkohärenz und weak links
4.1 DC-Josephson-Effekt, Dayem-Brücke
4.2 Tunnelkontakt und AC-Josephson-Effekt
4.3 RSJ-Modell des Josephson-Kontakts
4.4 Josephson-Kontakt im Magnetfeld
4.5 DC-SQUID
4.6 RF-SQUID

BCS-Theorie
5.1 Elektron-Phonon-Wechselwirkung
5.2 Cooper-Paare
5.3 Grundzustand des Supraleiters
5.4 Energie des Grundzustands
5.5 BCS-Energielücke und Anregungen
5.6 BCS-Zustandsdichte und Kohärenzlänge
5.7 Quasiteilchen-Tunneln in Supraleitern

Art der Leistungskontrolle und erlaubte Hilfsmittel

To successfully complete the course, one needs to
- Continuosly attend the lecturers (minimal requirement: to attend 9 or more lectures of 11 lectures in total);
- Provide solutions to three excercise sheets, each containing 5-6 tasks, during the semester;
- Demonstrate (present at the blackboard) two correct solutions during the semester in the class.
- Prepare a 25-minute presentation on an actual topic in the area of superconductivity. The list of suggested topics and the literature will be provided in the first lecture. Alternatively, the topic may be related to your own research on superconductivity.

Mindestanforderungen und Beurteilungsmaßstab

1. Lectures:
• Presence in >77% classes (= 9 classes)
Missing of the 3rd lecture can be substituted
by 1 additional talk
or
2 additional exercise demonstrations

2. Exercises:
• Demonstration of 2 completed exercises

3. Talks (mini-presentation):
• One 30-min talk on one of the suggested topics
Active discussion of the talks given by the groupmates

Prüfungsstoff

London-Gleichungen
Ginzburg-Landau–Theorie
Pinning und Vortexdynamik in Typ-II Supraleitern
Josephson-Effekte und weak links
BCS-Theorie

Literatur

- W. Buckel und H. Kleiner Supraleitung — Grundlagen und Anwendungen Wiley-VCH, 2004.

- J. F. Annett Supraleitung, Suprafluidität und Kondensate Oldenburg Verlag 2011.

Zuordnung im Vorlesungsverzeichnis

M-VAF A 2, M-VAF B, Doktorat Physik

Letzte Änderung: Mo 04.03.2024 17:27