Dades generals |
Nom de l'assignatura: Física de l'Estat Sòlid
Codi de l'assignatura: 360581
Curs acadèmic: 2021-2022
Coordinació: Antoni García Santiago
Departament: Departament de Física de la Matèria Condensada
Crèdits: 6
Programa únic: S
Hores estimades de dedicació |
Hores totals 150 |
Activitats presencials i/o no presencials |
60 |
- Teoria |
Presencial i no presencial |
45 |
|||
- Pràctiques de problemes |
Presencial i no presencial |
15 |
Aprenentatge autònom |
90 |
(Estudi, resolució de problemes i aprenentatge autònom.) |
Recomanacions |
Es recomana haver cursat i superat les assignatures Física Quàntica i Física Estadística. Altres recomanacions Es recomana cursar simultàniament o haver cursat l’assignatura Física Atòmica i Radiació. Requisits 360576 - Òptica (Obligatòria) 360573 - Mecànica (Obligatòria) 360574 - Termodinàmica (Obligatòria) 360575 - Electromagnetisme (Obligatòria) |
Competències que es desenvolupen |
- |
Aprenentatge autònom. |
- |
Destresa en la resolució de problemes: ser capaç d'avaluar clarament els ordres de magnitud i de desenvolupar una percepció clara de les situacions que són físicament diferents, però que mostren analogies. |
- |
Cultura general en física: estar familiaritzat amb els camps més importants de la física. |
- |
Comprensió dels fenòmens físics: tenir una bona comprensió de les teories físiques més importants, de l'estructura lògica i matemàtica, i del suport experimental. |
Objectius d'aprenentatge |
Referits a coneixements Introduir-se en el coneixement dels fenòmens i de les lleis de l’estat sòlid, especialment en les nocions físiques fonamentals, així com adquirir els conceptes bàsics per estudiar els sòlids cristal·lins en els aspectes següents: cristal·lografia i difracció elàstica, estats electrònics i moviment dels ions, i els modes normals i fonons.
Referits a actituds, valors i normes Mantenir una actitud adient a classe.
En la mesura que sigui possible, s’incorpora la perspectiva de gènere en el desenvolupament i activitats de l’assignatura. |
Blocs temàtics |
1. Presentació. Introducció als sòlids cristal·lins
2. Cristal·lografia. Concepte de cristall: xarxa i base atòmica
2.1. Red de Bravais
2.2. Estructura cristal·lina
2.3. Periodicitat, transformada de Fourier i xarxa recíproca
2.4. Zones de Brillouin
2.5. Plans cristal·lins
3. Difracció elàstica
3.1. Experiments de difracció
3.2. Llei de Bragg
3.3. Formulació de Laue
3.4. Amplitud de l’ona dispersada. Factor d’estructura geomètrica
3.5. Factor de forma atòmic
3.6. Exemples. Factors d’estructura de les xarxes de Bravais cúbiques
4. Gas d’electrons. Teorema de Bloch
4.1. Gas d’electrons lliures
4.2. Gas d’electrons en un potencial periòdic. Teorema de Bloch
5. Conseqüències del teorema de Bloch
5.1. Periodicitat de l’energia en l’espai recíproc
5.2. Bandes d’energia
5.3. Model de xarxa buida
5.4. Obtenció de l’estructura de bandes. Model d’electrons feblement lligats
5.5. Obtenció de l’estructura de bandes. Model d’electrons fortament lligats
5.6. Superfície de Fermi
6. Dinàmica dels electrons de Bloch
6.1. Consideracions quàntiques: paquets d’ona i velocitat de grup
6.2. Paquets d’ona sota forces externes. Model semiclàssic del moviment
6.3. Massa efectiva
6.4. Concepte de forat. Propietats associades al forat
7. Classificació dels sòlids
7.1. Classificació dels sòlids segons la seva estructura de bandes
7.2. Energia de cohesió. Classificació dels sòlids segons l’esquema d’enllaç
8. Moviment dels ions. Fonons
8.1. Aproximació harmònica del potencial dels ions. Constants de força
8.2. Modes normals en sòlids unidimensionals. Relacions de dispersió
8.3. Aproximació harmònica en cristalls tridimensionals
8.4. Fonons
Metodologia i activitats formatives |
La docència de l’assignatura es basa en classes magistrals en què es desenvolupen els continguts del temari i classes d’exemples i resolució de problemes.
|
Avaluació acreditativa dels aprenentatges |
L’avaluació és continuada i consisteix en el següent:
Avaluació única Qui vulgui es pot acollir a l’avaluació única presentant una sol·licitud a la Secretaria d’Estudiants i Docència en el termini establert en cada semestre. |
Fonts d'informació bàsica |
Consulta de la disponibilitat al Cercabib
Llibre
Kittel, Ch. Introducción a la física del estado sólido. 3a ed. Barcelona: Reverté, 1993
Ashcroft, N. W.; Mermin, N. D. Solid state physics. Philadelphia: Saunders College, 1988
Christman, J. R. Fundamentals of solid state physics. New York: Wiley, 1988
Goldsmid, H. J. (ed.), Problemas de física del estado sólido. Barcelona: Reverté, 1975
Mihály, L.; Martin, M. C., Solid state physics: problems and solutions. New York: Wiley, 1996
Han, Fuxiang. Problems in solid state physics with solutions. New Jersey: World Scientific, 2012
Text electrònic
Grosso, G.; Pastori Parravicini, G. Solid state physics. San Diego: Academic Press, 2000