Kursplan för Supraledande elektronik - grundläggande fysik och tillämpningar

Kursplan fastställd 2021-02-26 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnSuperconducting devices: fundamentals and applications
  • KurskodMCC015
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPNAT
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeTeknisk fysik
  • InstitutionMIKROTEKNOLOGI OCH NANOVETENSKAP
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 18112
  • Max antal deltagare20
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0106 Tentamen 7,5 hp
Betygsskala: TH
7,5 hp
  • 01 Jun 2022 em J
  • Kontakta examinator
  • Kontakta examinator

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Grundläggande fysik

Syfte

Kursen syftar till att ge grundläggande kunskaper kring supraledning, Josephsoneffekterna, och supraledande elektronik. Kursen introducerar ett antal grundläggande begrepp och utvecklar basen för att kunna beskriva, designa och modellera supraledande kretsar.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

Supraledning är ett fascinerande fenomen som tillåter oss att observera kvantmekaniska effekter på makroskopisk skala. Betydelsen av supraledning för grundläggande vetenskap är inte minst påtaglig med det faktum att det finns åtminstone 12 nobelpristagare som har blivit belönade inom området. Förutom att vara ett intressant fenomen, starkt bidragit till utvecklingen inom teoribildning inom fasta tillståndets fysik, så har supraledare hittat viktiga tillämpningar i det moderna samhället. Tillämpningarna sträcker sig från storskalig energiproduktion och starka supraledande magneter som används inom medicin, diagnostik och partikelacceleratorer, till de känsligaste kvant- sensorer och elektronik som kan mäta ungefär triljondels del av jordens magnetfält och en miljondel av elektronens laddning. Sensorer av dessa slag återfinns exempelvis i mark- och rymdbaserade teleskop för kartläggning av universums ursprung, och för medicinska tillämpningar för kartläggning av den mänskliga hjärnan.

Innehåll

- Inledning - Översikt av tillämpningar av supraledare

Grundläggande egenskaper hos supraledare: Londons ekvationer, linjär elektrodynamik för supraledare och mikrovågsegenskaper

Tunneleffekter i supraledare

- Josephsons likströms- och växelströms-effekt

- RCSJ-modellen för Josephsonövergångar

- Vortex-dynamik i långa Josephsonövergångar

- Supraledande kvantinterferometrar - Superconducting Quantum Interference Devices (SQUID)

- En elektron-transistorer - Single electron transistors

Supraledande mikrovågskomponenter

Supraledande blandare, detektorer och bolometrar

- Andreev fysik i N-S och Josephsonövergångar

- Mesoskopisk supraledande anordningar

Organisation

Föreläsningar, hemuppgifter, laborationer och rapporter

Litteratur

Van Duzer: Superconductive Devices and Circuitry, och föreläsningsanteckningar.

Examination inklusive obligatoriska moment

Hemuppgifter och tentamen. Hemuppgifterna utgör 30 % av det samlade betyget. Betygsnivåer: 3 (eller G) kräver 30 % rätt, 4 (eller VG) kräver 60 % rätt, 5 (eller MVG) kräver 80 % rätt.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.