Fasta tillståndets fysik I

Mål

Det övergripande syftet med kursen är att studenten skall kunna definiera, härleda och använda samband på problem inom fasta tillståndets fysik. Efter avslutad kurs skall den studerande kunna:

• beskriva grundläggande fasta kristallina kroppars geometriska struktur och hur strukturbestämningar utförs i diffraktionsexperiment.
• beskriva kvalitativt uppkomsten av elektronisk bandstruktur hos fasta kristallina kroppar och dess konsekvenser för optiska egenskaper.
• härleda samband beskrivande fasta kroppars statiska och dynamiska egenskaper.
• ställa upp och förklara idealiserade modeller inom fasta tillståndets fysik
• lösa problem inom fasta tillståndets fysik
• kunna på ett väl strukturerat och logiskt sammanhängande sätt redogöra för resonemang/härledningar inom fasta tillståndets fysik samt mellan teorins centrala begrepp

Innehåll

• Strukturen hos fasta kristallina material.
• Teoretisk och experimentell bakgrund för strukturbestämning genom diffraktion.
• Kristallbindning och olika typer av kristaller.
• Gittervibrationer (fononer) och från dessa härledda dynamiska egenskaper såsom värmekapacitet och värmeledningsförmåga.
• Elektroniska strukturen hos fasta kristallina material. Olika teoretiska modeller för elektronstrukturen hos olika typer av fasta kristallina material; frielektronmodellen, Blochbandmodellen.
• Halvledare - grundegenskaper.
• Fermiytor i metaller. Tight-binding modellen.