Курс предполагает знакомство с современным состоянием бурно развивающихся областей физики и технологии, связанных с магнетизмом нано и микросистем. С одной стороны будут обсуждаться современные методы исследования наноструктур, включая синхротронную и рентгеновскую спектроскопию, нейтронное рассеяние, туннельную микроскопию и др., а с другой стороны предполагается изучение теоретических подходов,
используемых для описания физических свойств, упорядочения и динамики магнитных наносистем и интерпретации экспериментальных данных. Предполагается также выполнение индивидуальных проектов, связанных с моделированием магнитных микро и наносистем.
1. Магнетизм в разных пространственных масштабах. Изучение степеней свободы для спина. Новые магнитные состояния и структуры:
магнитные сверхрешетки, обменные магнитные пружины, скирмионы и т. д.
2. Иерархия физических моделей. Безразмерные параметры. Идеальный газ - газ сплошных шаров - классическая плазма - квантовая плазма.
3. Природа магнетизма. Диа, пара и ферромагнетизм. Локализованные и странствующие модели магнетизма.
4. Антиферромагнитная обменная связь в магнитных сверхрешетках. Гигантское магнитосопротивление.
5. Модель Изинга. Отсутствие фазового перехода в одномерной модели Изинга. Голдстоун моды.
6. Обобщенная модель Гейзенберга. Обмен, анизотропия, Взаимодействие Дзялошинского-Мория.
7. Аппроксимация среднего поля. Теория фазовых переходов Ландау.
8. Модели странствующего магнетизма. Хаббард, Андерсон, Александр-Андерсон Моделс.
9. Функция Грина для модели Андерсона. Плотность состояний и расчеты магнитного момента.
10. Неколлинеарный магнетизм в рамках странствующих моделей. Неколлинеарные магнитные структуры.
11. Топологические магнитные структуры. Беговая память.
12. Стабильность магнитных состояний. Теория переходного состояния
13. Динамика магнитных состояний. Уравнение Ландау – Лифшиц – Гильберта.
14. Перспективы спинтроники