Kursplan för
Fasta tillståndets teori
Solid State Theory
FFF051, 7,5 högskolepoäng, A (Avancerad nivå)
Gäller för: Läsåret 2013/14
Beslutad av: Utbildningsnämnd B
Beslutsdatum: 2013-04-10
Allmänna uppgifter
Huvudområde: Nanovetenskap.
Valfri för: F4, F4-tf, F4-nf, N4-nf
Undervisningsspråk: Kursen ges på engelska
Syfte
Kursen ska ge en djupare förståelse för centrala begrepp
inom fasta tillståndets fysik. Studenten ska lära sig hur dessa
begrepp kan tillämpas på moderna fysikaliska fenomen. Särskilt
behandlas ämnen som är relevanta inom pågående forskning inom
fasta tillståndets fysik och nanovetenskap i Lund.
Mål
Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten
- förstå konceptet elektronisk bandstruktur i kristaller och
kunna relatera detta till grundläggande kvantmekanik,
- kunna bedöma hur spridning påverkar elektrontransport i
halvledare och metaller,
- kunna förklara mikroskopiska orsaker till para-, dia- och
ferromagnetism inom enklare modeller,
- förstå principen av medelfältsapproximationen,
- ha förståelse för hur den dielektriska funktionen påverkas
av fononer, optiska övergångar och elektron-elektron
växelverkan,
- ha en överblick över supraledning och ha kännedom om det
mikroskopiska BCS tillståndet.
Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten
- kunna tillämpa envelope functions vid modellering av
halvledarheterostrukturer,
- kunna hantera enklare problem i mångpartikel-kvantmekanik med
hjälp av konceptet besättningstalsrepresentation,
- kunna genomföra elementära kvantitativa beräkningar för
optiska egenskaper hos fasta kroppar såsom förstärkningsspektrum
för halvledarlasrar.
Värderingsförmåga och förhållningssätt
För godkänd kurs skall studenten
- kunna värdera hierarkien av koncepten inom fasta tillståndets
fysik,
- kunna se användbarheten av grundläggande teorier inom fysiken
för kvantitativ beskrivning av praktiska problem.
Kursinnehåll
Bandstruktur hos kristaller och halvledare. Elektrontransport
och spridningsprocesser. Magnetism. Formalismen för
täthetsmatriser och den optiska Blochekvationen för
halvledarlasern. Coulombväxelverkan, dielektriska egenskaper och
excitoner. Supraledning.
Kursens examination
Betygsskala: TH
Prestationsbedömning: Muntlig eller skriftlig tentamen.
Antagningsuppgifter
Förutsatta förkunskaper: FFFF05 Fasta tillståndets fysik eller FFFF01 Elektroniska material, FMFN01 Kvantmekanik, fortsättningskurs eller motsvarande. Grundläggande kunskaper i elektromagnetism samt statistisk fysik.
Begränsat antal platser: Nej
Kurslitteratur
- H. Ibach and H. Lüth, Solid State Physics (Springer, 2003) eller C. Kittel, Introduction to Solid State Physics (John Wiley & Sons, 1996), eller D. W. Snoke, Solid State Physics (Addison-Wesley, 2008).
- Kompletterande material som täcker mer teoretiska aspekter.
Kontaktinfo och övrigt
Kursansvarig: Andreas Wacker, Andreas.Wacker@fysik.lu.se
Hemsida: http://www.teorfys.lu.se/education/FYST25/