Předmět Fyzika nanostruktur (SLO / BFN)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu SLO / BFN - Fyzika nanostruktur, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Palackého v Olomouci (UP).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

- Prostorové uspořádání v mezoskopických systémech. Nejčastější krystalové struktury (SC, FCC, BCC, HCP). Periodický potenciál, mřížka, báze, operace symetrie, elementární buňka, primitivní buňka, indexy krystalových rovin.- Reciproká mřížka, Brillouinova zóna. Braggův zákon rozptylu, experimentální difrakční metody. Strukturní faktory. Fourierova analýza báze.- Krystalová vazba, kohezní energie. Krystaly inertních plynů, Lennard-Jonesův potenciál, iontové krystaly, Pauliho vylučovací princip, výměnná interakce, kovové krystaly. Vodíková vazba.- Fonony, kmity mřížky. Rovnovážné polohy jader, harmonický rozvoj ve výchylkách, silové konstanty. Grupová rychlost. Podélné/příčné, akustické/optické fonony. Tepelné vlastnosti pevných látek: Einsteinův model, Debyeův model měrných tepel, hustota modů.- Kovy, Fermiho plyn volných elektronů. Fermiho-Dirakovo rozdělení, Fermiho energie, chemický potenciál. Hustota stavů elektronů v kovech. Tepelná vodivost, měrné teplo elektronového plynu. Elektrická vodivost, Ohmův zákon, Hallův koeficient, cyklotronová frekvence.- Fermiho plochy v kovech. Pásová schémata. Sestrojení Fermiho plochy v přiblíženi téměř volných elektronů. Elektronové, děrové a otevřené orbitaly. Výpočty pásové struktury: metoda těsné vazby. Disperzní závislosti pro různé typy mřížek. Wignerova-Seitzova metoda.- Energetické pásy. Model téměř volných elektronů. Vznik zakázaných pásů, Blochovy funkce, Ústřední rovnice. Model těsné vazby a další metody výpočtu elektronových struktur. Kvazihybnost elektronu. Kronigův-Penneyův model.- Polovodiče různého typu. Zakázaný pás přímý/nepřímý, vlastní/příměsová vodivost. Pohybové rovnice elektronu v energetickém pásu, efektivní hmotnost, disperzní závislosti v 1.BZ. Díry, vlastnosti děr. Příměsi: donory, akceptory, tepelná ionizace. Termoelektrické jevy.- Plazmony, kolektivní excitace. Dielektrická funkce, relativní permitivita. Odezva plazmatu v limitě dlouhých vln, definice plazmatu, plazmové frekvence. Disperzní zákon pro elektromagnetické vlny. Polariton.- Optické procesy. Mezipásové elektronové přechody, sdružená hustota stavů. Excitony: Frenkelovy s malým poloměrem, Mottovy-Wannierovy slabě vázané.

Získané způsobilosti

Předmět zaměřený na získání znalostí.Popsat základní vlastnosti pevných látek a nanostruktur.

Literatura

Razeghi M. Fundamentals of Solid State Engineering. Springer, 2009. ISBN 978-0-387-92167-9.Kittel C. Introduction to Solid State Physics. Wiley, 2005. ISBN 0-471-41526-X.Ashcroft N.W., Mermin N.D. Solid State Physics. Brooks Cole, 1976. ISBN 978-0-03-083993-1.De Graef M., McHenry M.E. Structure of Materials: An Introduction to Crystallography, Diffraction and Symmetry. Cambridge University Press, 2007. ISBN 978-0-521-65151-6.Kittel C. Úvod do fyziky pevných látek. Academia Praha, 1985. Pierret R.F. Advanced semiconductor fundamentals. Pearson Education, 2nd edition, 2003. Yu P.Y., Cordona M. Fundamentals of Semiconductors, Physics and Material. Celý J. Kvazičástice v pevných látkách. Vutium, Brno, 2004. Mihaly L., Martin M.C. Solid State Physics: Problems and Solutions. Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-40855-9.Majerníková E. Fyzika pevných látek (skripta). UP Olomouc, 1999. Eckertová L. a kol. Fyzikální elektronika pevných látek. Karolinum UK Praha, 1992. Haug H., Koch S. W. Quantum Theory of the Optical and Electronic Properties of Semiconductors. World Scientific, New Jersey, Properties, Springer, Berlin, 2001 - 3. vydání, 2004. Klingshirn C. Semiconductor optics. Springer, Berlin - 2. vydání, 2005. Nakajima S., Toyozawa Y., Abe R. The Physics of Elementary Excitations. Springer-Verlag, Berlin, 1980.

Požadavky

Znalost tématu, schopnost diskutovat o tématu v širších souvislostech.Složení zkoušky

Garant

doc. Mgr. Jan Soubusta, Ph.D.

Vyučující

Mgr. Karol Bartkiewicz, Ph.D.doc. Mgr. Jan Soubusta, Ph.D.