Faststoffysik
Overordnede kursusmål
At bibringe den studerende en teoribaseret forståelse af fundamentale begreber indenfor faststoffysik og materialefysik, og derved skabe et systematisk grundlag for forståelse af funktionelle egenskaber af avancerede materialer i moderne teknologi.
See course description in English
Læringsmål
- Beskrive faste stoffer kvalitativt.
- Forstå begrebet krystalimpuls i faste stoffer, og hvorledes det relaterer sig til energierne af elektroner og gittervibrationer.
- Operere med krystalgitre og symmetrier både i det reelle rum og i det reciprokke rum (impulsrummet).
- Anvende kvantemekanikken på faste stoffer til beskrivelse af spredning af bølger på krystalgitre og til beskrivelse af egen-tilstande og egen-energier i systemer med periodiske grænsebetingelser.
- Opstille teoretiske modeller for faste stoffers elektroniske og termiske egenskaber, begge i enkelt-partikel billedet.
- Forklare forskellen på isolatorer, halvledere og isolatorer.
- Anvende de teoretiske modeller til at udregne karakteristiske egenskaber for faste stoffer (eksempelvis: lydhastighed, varmefylde, elektrisk og termisk ledningsevne, effektive masser, båndgab, Fermi-energier og impulser).
- Anvende de teoretiske modeller til at udregne de elektriske egenskaber af en række teknologisk interessante halvlederkomponenter.
- Analysere faststoffysiske problemstillinger og udvælge og anvende de relevante modeller.
- Genkende og anvende fagspecifikke termer på engelsk.
Kursusindhold
Krystalgitre, det reciprokke rum og røntgendiffraktion. Fononer i Einstein og Debye modellerne. Elektron- og gitterbidrag til varmekapaciteten af krystaller. Elektronstruktur, Drude, Sommerfeld, fri-, næsten-fri- og tight-binding-modellerne. Isolatorer, metaller og halvledere. Halvlederkomponenter.
Anbefalede forudsætninger
10034/10018/10036/10041/31400/10102/10104, Introducerende kurser i termodynamik, elektromagnetisme og kvantemekanik.
Undervisningsform
Forelæsninger og opgaveregning.