Předmět Základy fyziky pevných látek (F6121)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu F6121 - Základy fyziky pevných látek, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita (MU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

V přednášce jsou podány základní informace o fyzice pevných látek v rozsahu potřebném pro všechny absolventy magisterského studia fyziky. Důraz je kladen na elektronové a fononové vlastnosti pevných látek a na vlastnosti polovodičů.Po úspěšném absolvování tohoto předmětu by studenti měli být schopni- popsat a vysvětlit základní vlastnosti krystalických pevných látek- úspěšně aplikovat tyto obecné závěry v rámci předpovědi chování polovodičů- analyzovat elektronovou a fononovou strukturu zvoleného krystalu.

Osnova

1. Základy krystalografieProstorová mřížka, Bravaisovy mřížkyWigner-Seitzova buňka,Krystalová mřížkaTěsně uspořádané strukturyReciproká mřížka, Brillouinovy zóny,Millerovy indexy směrů a rovin.2. Rtg difrakceRozptyl rtg záření na atomu, na elementární buňce, na krystaluPravidla vyhasínání difrakcíDifrakce na polykrystaluVliv teplotních kmitů mřížky3. Drudeho model elektronového plynuZákladní předpokladyElektrická statická vodivostHallův jev, vf elektrická vodivost, tepelná vodivost. V čem Drudeho model vyhovuje a v čem ne?4. Sommerfeldův model elektronového plynuZákladní předpokladyFermiho koule, hustota stavůChemický potenciálSpecifické teplo, elektrická vodivost, tepelná vodivost.5. Elektron v periodickém poliBlochův teorém,Fermiho plocha, hustota stavů.Metoda téměř volných elektronůpřípad ideálně volných elektronů,konstrukce pásového schématu energií,situace v okolí hranice Brillouinovy zóny.Metoda LCAO pro s a p-stavy.6. Kvasiklasický model pohybu elektronůZákladní předpoklady.Elektronové a děrové orbity.Kvasiklasický pohyb ve stacionárním magnetickém poli.Cyklotronová frekvenceHustota stavů, Landauovy hladiny.7. PolovodičeZákladní vlastnosti,termodynamika nositelů proudu ve vlastním polovodičiNevlastní polovodiče, obsazení příměsových hladinp-n přechod, elementární popis usměrňovacího efektu.8. Klasická teorie harmonického krystalu.Specifická tepelná kapacita.Normální kmity 1rozměrné a 3rozměrné jednoatomové mřížky.Normální kmity 1rozměrné a 3rozměrné víceatomové mřížky.Akustické a optické kmity.9. Kvantová teorie harmonického krystaluTepelná kapacita mřížky.Debyeho model,Einsteinův model.Frekvenční hustota fononových stavů.10. Klasifikace pevných látektypy chemických vazeb,van Der Waalsovy síly,kohezní energie

Literatura

KITTEL, Charles. Úvod do fyziky pevných látek : Introduction to solid state physics (Orig.). 1. vyd. Praha: Academia, 1985. 598 s. infoASHCROFT, Neil W. a N. David MERMIN. Fizika tverdogo tela. T. 1 : Solid state physics (Orig.). Moskva: Mir, 1979. 399 s. infoASHCROFT, Neil W. a N. David MERMIN. Fizika tverdogo tela. T. 2 : Solid state physics (Orig.). Moskva: Mir, 1979. 424 s. infoDEKKER, Adrianus J. Fyzika pevných látek [Dekker, 1966]. Praha: Academia, 1966. 543 s. infoP. Y. Yu, M. Cardona, Fundamentals of Semiconductors, Springer 2001

Požadavky

Znalosti základního kurzu fyziky (elektromagnetické pole, optika, kmity a vlnění), základní znalosti kvantové mechaniky (vlnová funkce Schroedingerova rovnice) na úrovni základního kurzu,elementární znalosti matematické analýzy (derivování a integrování jednoduchých funkcí) a algebry (systémy lineárních rovnic, matice)

Garant

prof. RNDr. Josef Humlíček, CSc.

Vyučující

prof. RNDr. Václav Holý, CSc.prof. RNDr. Václav Holý, CSc.Mgr. Mojmír Meduňa, Ph.D.