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Oggetto:
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Fisica dello stato solido

Oggetto:

Solid State Physics

Oggetto:

Anno accademico 2013/2014

Codice dell'attività didattica
MFN0850
Docente
Prof. Marco Truccato (Titolare del corso)
Corso di studi
008510-103 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica dell'Ambiente e delle Tecnologie Avanzate
Anno
1° anno
Periodo didattico
Primo periodo didattico
Tipologia
B=Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
FIS/03 - fisica della materia
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Scritto ed orale
Modalità d'esame
Orale
Prerequisiti
Conoscenze della fisica di base (meccanica, elettromagnetismo, ottica) e di meccanica quantistica.
Mutuato da
Materiali per l'Elettronica con Laboratorio (Scienza dei Materiali)
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

Fornire agli studenti le nozioni fondamentali per la comprensione dei fenomeni fondamentali della dinamica elettronica e reticolare nei solidi e alle proprietà di alcune classi di materiali.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Nozioni fondamentali per la definizione delle principali caratteristiche ottiche/elettroniche e termiche dei materiali solidi.

Nozioni fondamentali per la comprensione dei fenomeni fisici alla base di alcune delle piu' diffuse tecniche sperimentali per la caratterizzazione di materiali e dispositivi a stato solido.

Sapere descrivere il moto elettronico all’interno dei solidi dal punto di vista classico, semiclassico e quantistico

Padroneggiare le implicazioni della struttura periodica spaziale nei confronti delle onde, sia elettromagnetiche che elettroniche 

Sapersi orientare all’interno di una situazione fisica relativa alla conduzione nei solidi individuando le grandezze importanti e il loro ordine di grandezza

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame scritto piu' orale facoltativo

Oggetto:

Programma

  • Onde nei mezzi dispersivi e significato della relazione di dispersione.
  • Reticoli cristallini e influenza delle loro proprietà di simmetria sulle grandezze fisiche. Tecniche sperimentali per i raggi X. Teoria di Laue della diffrazione Reticolo reciproco e sue proprietà. Equivalenza tra teoria di Bragg e teoria di Laue.
  • Vibrazioni reticolari. Catena lineare monoatomica. Sistemi a numero finito di gradi di libertà e decomposizione in modi normali. Cenni alla quantizzazione delle vibrazioni e concetto di fonone. Catena biatomica. Termini anarmonici e accoppiamento tra fononi: momento del fonone. Scattering neutronico.
  • Calcolo dei calori specifici reticolari in approssimazione di Debye. Fenomeni anelastici. Conduttività termica del reticolo.
  • Modello ad elettroni liberi per i metalli. Livello di Fermi in varie dimensionalità. Proprietà di conduzione elettrica e termica per il gas di Fermi. Collisioni con fononi e legge di Wiedermann-Franz. Effetto termoelettrico.
  • Oscillazioni di plasma e lunghezza di schermo elettrostatico. Effetti della statistica di Fermi-Dirac per la depressione delle sezione d’urto elettrone-elettrone. Effetto Hall e magnetoresistenza.
  • Elettroni in un reticolo periodico. Teorema di Bloch e sue implicazioni. Bande di energia. Modello di Kronig-Penney. Modello ad elettroni quasi liberi in 1D e funzione d’onda approssimata vicino al bordo zona. Superfici di Fermi in 2D e in 3D.
  • Modello semiclassico per la dinamica elettronica nelle bande. Equivalenza della descrizione della conduzione per mezzo di elettroni o di lacune. Tensore massa efficace. Cenni alle oscillazioni di Bloch.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

  • C. Kittel, Introduzione alla Fisica dello Stato Solido, Casa editrice Ambrosiana, 2008
  • N. W. Ashcroft, N. D. Mermin: Solid State Physics, Harcourt College Publishers, 1976
  • Diapositive proiettate a lezione sono disponibili alla voce "Materiale Didattico"

 

  • C. Kittel, Introduzione alla Fisica dello Stato Solido, Casa editrice Ambrosiana, 2008
  • N. W. Ashcroft, N. D. Mermin: Solid State Physics, Harcourt College Publishers, 1976
  • Slides used during lessons are available at "Materiale Didattico" link.


Oggetto:

Altre informazioni

http://www.dfs.unito.it/solid
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Ultimo aggiornamento: 23/07/2014 09:12