Seznam požadavků ke státní doktorské zkoušce platný na základě akreditace z roku 2007
Jsou kladeny otázky širšího zaměření a jejich úkolem je prověřit schopnost posluchače orientovat se v dané problematice.
I. Širší základ:
1. Kvantověmechanický popis atomů a kondenzovaných látek
2. Systémy mnoha částic
3. Elektronové stavy v atomech a kondenzovaných látkách
4. Interakce kvantového systému s elektromagnetickým zářením
5. Klasické a kvantové statistické soubory
6. Termodynamické veličiny
7. Ideální, klasické a kvantové plyny
8. Fermiony a bosony při nízkých teplotách
9. Fázové přechody
10. Nerovnovážné procesy v kondenzovaných látkách
II. Pokročilé partie oboru:
1. Struktura a mikrostruktura kondenzovaných systémů
2. Fonony
3. Elektronová a atomová struktura a interakce v kondenzovaných systémech
4. Kovy a polovodiče
5. Dielektrika a feroelektrika
6. Magnetismus
7. Fyzika kondenzovaných systémů při nízkých teplotách, supravodivost a supratekutost
III. Specializace
Otázky z předmětu specializace budou navrženy školitelem. Komise vybírá jednu z alespoň tří navržených otázek.
Doporučená literatura
N. W. Ashcroft, N. D. Mermin: Solid State Physics. Sounders Coll. Publishing, Philadelphia 1988.
B. Barbara, D. Gignoux, C. Vettier: Lectures on Modern Magnetism. Springer–Verlag, Berlin 1988.
E. W. Cahn, E. Lifshin: Concise Encyclopedia of Materials Characterization. Pergamon Press, Oxford 1993.
H. Ibach, H. Luth: Solid–State Physics. Springer–Verlag, Berlin 1991.
C. Kittel: Introduction to Solid State Physics, vydání po roce 2003.
P. Kratochvíl, P. Lukáč, B. Sprušil: Úvod do fyziky kovů I. SNTL, Praha 1984.
R. Kužel, M. Saxlová, J. Šternberk: Úvod do fyziky kovů II. SNTL, Praha 1985.
S. Šafrata a kol.: Fyzika nízkých teplot. Matfyzpress, Praha 1998.
V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáč: Základy strukturní analýzy. Karolinum, Praha 1992.
J. M. Ziman: Principles of the Theory of Solids. Cambridge University Press, Cambridge 1965.
K. H. J. Buschow, R. W. Cahn, M. C. Flemings, B. Ilschner, E. J. Kramer, S. Mahajan: The Encyclopedia of Materials: Science and Technology. Pergamon Press, Oxford 2001.
Schrödingerova a Diracova rovnice, vlnová funkce, okrajové podminky, matice hustoty, Liouvilleova rovnice.
Systémy mnoha částic
Symetrie vlnových funkcí, Pauliho princip, druhé kvantování, bosony, fermiony.
Elektronové stavy v atomech a kondenzovaných látkách
Diskrétní a spojitá spektra, hustota stavů, jednoelektronové přiblížení, kvazičástice, metody řešení Schrödingerovy rovnice, variační princip.
Interakce kvantového systému s elektromagnetickým zářením
Absorpce a emise fotonů, stimulovaná a spontání emise - Einsteinovy koeficienty, Fermiho zlaté pravidlo, výběrová pravidla, přirozená šířka spektrální čáry.
Klasické a kvantové statistické soubory
Kriteria jejich použití, statistické veličiny, chemický potenciál.
Termodynamické veličiny
Extensivní, intenzivní, termodynamické potenciály, stavové veličiny.
Ideální, klasické a kvantové plyny
Obsazovací čísla, limitní případy: Boltzmannovo, Bose-Einsteinovo, Fermi-Diracovo rozdělení.
Fermiony a bosony při nízkých teplotách
Pauliho paramagnetismus, Bose-Einsteinova kondenzace.
Fázové přechody
První a druhý druh, Landauova teorie, kritické jevy
Nerovnovážné procesy v kondenzovaných látkách
Markovův proces, master equation, lineární odezva, fluktuačně-dissipační teorém.
Bodová a translační symetrie, reciproký prostor, krystalová vazba, reálná struktura látek a metody jejího určování – rozptyl rtg. záření a neutronů, elektronová mikroskopie, AFM, akustické metody, NMR, PAC, Mössbauerova spektroskopie, pozitronová anihilace, mSR.
Fonony
Kmity krystalové mříže, tepelné vlastnosti krystalů, Debyeův a Einsteinův model, specifická tepla, teplotní roztažnost – experimentální metody měření příslušných veličin, infračervená a Ramanova spektroskopie.
Elektronová a
atomová struktura a interakce v kondenzovaných systémech
Elektrony v pevné látce: volné elektrony, pásová struktura, hustota stavů, Fermiho energie a plochy, kovy a polovodiče, metody výpočtů a měření elektronových stavů – PES, LEED, Auger a další). Spinový hamiltonián, hyperjemné interakce.
Kovy a polovodiče
Pásová struktura, transportní vlastnosti, elektron-fononová interakce, kvazičástice, rozptylové mechanismy. Povrchy a rozhraní, p-n přechody. Mechanické vlastnosti kovů, elasticita a plasticita.
Dielektrika a feroelektrika
Dielektrická funkce, Clausius-Mossottiova relace, elektronová a iontová polarizace-frekvenční závislost, síla oscilátoru, klasifikace ferroelektrik, měkký mód, experimentální metody měření permitivity a strukturních fázových přechodů.
Magnetismus
Magnetické momenty a interakce; magnetické vlastnosti látek. Vznik a charakter magnetického uspořádání. Magnetismus nízkodimenzionálních systémů. Jaderný magnetismus. Experimentální metody studia magnetických vlastností: makroskopické a mikroskopické metody, metody přímé a nepřímé.
Fyzika kondenzovaných systémů při nízkých teplotách,
supravodivost a supratekutost
Kolektivní jevy. Základní představy o supravodivosti a supratekutosti: fenomenologický popis, Cooperovy páry, supravodiče I. a II. druhu, kvantování magnetického toku, Josephsonovy jevy, SQUID, fázové diagramy a základní vlastnosti 4He a 3He. Hyperjemné interakce a jejich využití.