تستقصي مطيافية المادة المكثفة الخصائص الإلكترونية والمغناطيسية في المواد الصلبة تحت ظروف مختلفة.مطيافية المادة المكثفة هي دراسة كيفية تفاعل المواد الصلبة مع الإشعاع الكهرومغناطيسي والجسيمات للكشف عن بنيتها الإلكترونية والمغناطيسية الداخلية. من خلال تسليط الضوء أو الأشعة السينية أو النيوترونات على مادة ما وتحليل الطاقة والزخم للجسيمات المبعثرة أو المنبعثة، يمكن للباحثين رسم خريطة لمستويات طاقة الإلكترونات، واهتزازات الذرات، وترتيب العزوم المغناطيسية. هذا المجال أساسي لفهم سبب امتلاك المواد لخصائصها التي تمتلكها — لماذا بعضها يوصل الكهرباء، وبعضها الآخر مغناطيسي، وبعضها شفاف.
نشأ هذا المجال من علم الأطياف البصرية في أوائل القرن العشرين، لكن مطيافية المادة المكثفة الحديثة تشكلت في الفترة من الخمسينيات إلى السبعينيات مع تطوير مصادر ضوء السنكروترون والمفاعلات النيوترونية، والتي وفرت مسابر مكثفة وقابلة للضبط للمواد الصلبة.
الفكرة الأساسية هي أن المادة تمتص أو تبعث الطاقة في كمات منفصلة. عندما يصطدم الإشعاع بمادة صلبة، يمكن أن يثير إلكترونًا من حالة إلى أخرى، أو يخلق اهتزازًا (فونونًا)، أو يقلب مغناطيسية سبين. من خلال قياس الطاقة والزخم للجسيمات الداخلة والخارجة، يعيد العلماء بناء طيف الإثارات الممكنة. يعمل هذا الطيف كبصمة لتنظيم المادة الإلكتروني والمغناطيسي. تقنيات مثل مطيافية الانبعاث الضوئي المحلولة بالزاوية (ARPES) تصور مباشرة نطاقات الإلكترونات، بينما يكشف تشتت النيوترونات عن موجات السبين والترتيب المغناطيسي.
يُستخدم لتصميم وتوصيف المواد للإلكترونيات، والموصلات الفائقة، والبطاريات، والتخزين المغناطيسي، وكذلك لدراسة الحالات الغريبة مثل العوازل الطوبولوجية والموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية.
بعض تقنيات مطيافية المادة المكثفة يمكنها كشف المجالات المغناطيسية لطبقة ذرية واحدة، وهذا هو كيف يصور الباحثون الأنماط المغناطيسية في الأغشية الرقيقة المذكورة في عناوين المقالات.
| n_s | متغير | Scalar spectral index — مؤشر طيفي قياسي |
| \epsilon | متغير | First slow-roll parameter — slow roll parameter |
| \eta | متغير | Second slow-roll parameter — slow roll parameter second |
| r | متغير | Tensor-to-scalar ratio — tensor to scalar ratio |
