Předmět Základy fyziky pevných látek (NEVF158)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu NEVF158 - Základy fyziky pevných látek, Matematicko-fyzikální fakulta, Univerzita Karlova v Praze (UK).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Sylabus

1. Základy teorie grupDefinice grupy, Abelovské grupy, invariantní podgrupy, třídy konjugovaných prvků. Definice reprezentace, maticová reprezentace bodové grupy. Dimenze reprezentace, charaktery reprezentace. Ortogonalita vektorů charakterů. Rozklad reprezentace na ireducibilní komponenty. 2. Struktura krystalických pevných látekDruhy chemických vazeb. Geometrický popis trojrozměrných a dvourozměrných krystalových mřížek, translační a bodová symetrie krystalových mřížek. Mezinárodní a Schoenfliesova notace, syngonie, krystalografické třídy, prostorové grupy. Symorfní a nesymorfní grupy. Příklad: Prostorová grupa Oh a její podgrupy. Příklad: Bodová grupa Td, tabulka charakterů, bazové funkce. Reciproká mřížka, Brillouinovy zóny. Reprezentace periodických funkcí v reciprokém prostoru. 3. Struktura povrchů pevných látekBravaisovy mřížky v 2D, prosté a centrované mřížky. Reciproká mřížka v 2D, 1. Brillouinova zóna. Povrchová relaxace a rekonstrukce, některé příklady (Si(111) 7x7, GaAs(001) 2x4). Povrchové schodky, roughening transition. Povrchová energie, Wulffova konstrukce. 4. Ideální elektronový plynKlasický model elektronového plynu, transportní vlastnosti elektronového plynu. Kvantový model elektronového plynu, Fermi-Diracova statistika, Fermiho energie, chemický potenciál, hustota elektronových stavů. Odezva elektronového plynu na elektromagnetickou vlnu, plazmony. 5. Elektronový plyn v pevné látceElektrony v periodickém krystalovém poli. Jedno-, dvou- a trojrozměrný elektronový plyn. Blochův teorém, pásové spektrum, Fermiho plocha v redukovaném a periodickém znázornění. Transportní vlastnosti blochovských elektronů, efektivní hmotnost. Informace o metodách výpočtu pásové struktury. 6. Povrchové elektronové stavyJellium model u povrchu pevné látky, povrchový náboj. Volné elektrony v jednodimenzionálním prostředí. Řešení Schroedingerovy rovnice pro polonekonečný lineární řetízek, podmínky existence povrchového stavu, rozšíření do 3D. Povrchové stavy a pásová struktura, dvourozměrný plyn volných nositelů. Povrchové plazmony, Schottkyho bariéra. Tranzistor FET. Základy kvantového Hallova jevu. 7. Kmity krystalových mřížekNormální kmitové módy mřížky, fonony. Kvantová statistika fononů, fonony jako elementární excitace. Tepelná kapacita krystalové mřížky. Hustota fononových stavů. Odezva iontového krystalu na elektromagnetickou vlnu - polaritony. 8. Povrchové fononové stavyVlastní kmity polonekonečného anizotropního elastického kontinua - Raleighovy vlny. Kmity polonekonečného řetízku, podmínka existence povrchových kmitových stavů. Povrchové fonony v 3D. Interakce povrchu iontového krystalu s elektromagnetickou vlnou - povrchové polaritony.

Literatura

Ch. Kittel: Introduction to solid state physics (různá vydání, existuje český překlad).J. R. Hook, H. E. Hall, Solid state physics, J. Wiley 2000.H. Ibach, H. Lueth, Solid state physics, Springer 2003.R. E. Hummel, Electronic properties of materials, Springer 1992.O. Lizman, M. Sekanina, Užití grup ve fyzice, Praha, Academia,1982.A. Zangwill, Physics at surfaces, Cambridge, Cambridge University Press, 1992.M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, A. Jorio, Group Theory: Application to the Physics of Condensed Matter, Springer 2010.

Garant

prof. RNDr. Václav Holý, CSc.