1) Interazioni magnetiche in sistemi molecolari: livelli elettronici del singolo ione, interazione di scambio e dipolare, anisotropia magnetica. L'hamiltoniano di spin.
2) Tecniche di indagine nel magnetismo molecolare. Bistabilità ed isteresi in molecole magnetiche. Il processo di inversione della magnetizzazione. Rilassamento nel regime termicamente attivato e nel regime di tunnel quantistico.
Gatteschi Sessoli Villain “Molecular Nanomagnets” Oxford University Press 2006 (disponibile in biblioteca)
Olivier Kahn “Molecular Magnetism” Wiley 1993 (disponibile presso i docenti)
Obiettivi Formativi
Lo studente dovrebbe acquisire le seguenti conoscenze e capacità:
Fondamenti della struttura elettronica degli ioni metallici nella materia condensata e dell’uso dell’ hamiltoniano di spin in sistemi discreti quali le molecole. Tecniche di caratterizzazione delle proprietà magnetiche. Origine e modellizzazione dell’anisotropia magnetica e suo sfruttamento per controllare la dinamica di spin. Al termine del corso: Lo studente dovrebbe essere in grado di identificare anche in contesti fisici diversi i sistemi e/o le situazioni dove l’analisi delle proprietà magnetiche possa fornire informazioni aggiuntive sulla struttura elettronica del sistema investigato identificando anche la tecnica più adatta fra quelle studiate.
Prerequisiti
Corsi vincolanti: nessuno
Corsi raccomandati: Fisica della Materia
Metodi Didattici
6 CFU
Lezioni frontali, esercitazioni collettive in laboratorio: 48 ore
Altre Informazioni
Copie del materiale didattico disponibile in formato elettronico.
Ricevimento: Disponibiltà tutti i giorni su appuntamenti
Modalità di verifica apprendimento
Viene proposto agli studenti di svolgere una breve esperienza nel laboratorio di magnetismo molecolare /1-2 giorni) seguita dal trattamento dei dati raccolti e alla compilazione di un breve relazione da discutere in sede in sede di esame. In alternativa l’esame si svolge mediante un colloquio sugli argomenti del programma.
Programma del corso
1° parte - 3CFU
a) Interazioni magnetiche in sistemi molecolari: Livelli elettronici del singolo ione;Teoria dei gruppi; Teoria del campo leganti
b) Il formalismo dell’ Hamiltoniano di spin; Anisotropia magnetica; Interazione di scambio e dipolare.
2° parte- 3CFU
a) Tecniche di indagine nel magnetismo molecolare: Magnetometria in corrente continua; Suscettometria in corrente alternata; Risonanza magnetica elettronica (EPR).
b) Bistabilità ed isteresi magnetiche in sistemi molecolari: Il processo di inversione della magnetizzazione; Rilassamento nel regime termicamente attivato; Rilassamento nel regime di tunnel quantistico. Sistemi molecolari e nanoparticelle magnetiche