Kort om emnet

Emnet vil ta for seg f?lgende:

  • Periodiske strukturer, forst?else av diffraksjonseksperiment og resiproke rom.
  • Feilstrukturer i reelle krystaller: diffusjon, punktdefekter, dislokasjoner.
  • Gittersvingninger: varmekapasitet og termisk ledningsevne
  • Fri Fermi elektron gass: tilstandstetthet, Ferminiv? og elektrisk ledningsevne.
  • Elektroner i periodisk potensial: energib?ndteori, klassifisering i metaller, halvledere og isolatorer.
  • Halvledere: b?ndgapet, effektive masser, ladningsb?rerfordelinger, doping, p-n overganger.
  • Metaller: Fermiflater, temperaturavhengighet til elektrisk ledningsevne.

Hva l?rer du?

Kunnskapsm?l:

Studentene f?r en innf?ring i kondenserte fasers fysikk p? bredt grunnlag. Emnet skal gi basiskunnskaper, men det skal ogs? tjene som en orientering om aktuelle problemstillinger innenfor fagfeltet kondenserte fasers fysikk/materialvitenskap som gir grunnlag for valg av masteroppgave.


Ferdighetsm?l:

Studentene skal demonstrere forst?else over virkningen av det periodiske potensialet i faste stoffer og skal v?re i stand til ? beskrive basale fenomener – r?ntgendiffraksjon, dispersjonsrelasjon, elektrontilstandstetthet og energib?ndkonsept – i krystaller ved hjelp av klassiske/kvantiserte lover/approksimasjoner. Med dette menes:

  • resiproke gittervektorer skal kunne regnes ut for typiske h?vsymmetriske krystaller og forbindelse mellom Miller indeksene (hkl) og avstanden mellom gitterplan skal v?re forst?tt.
  • Laue ligningen skal kunne utledes og meningen med Ewaldkonstruksjon samt Brillouin-soner kan forklares.
  • likevektskonsentrasjon av punktdefekter (for eksempel vakanser) skal kunne regnes ut som funksjon av temperatur og trykk.
  • diffusjonsfenomen skal kunne forklares p? atom?rt niv?.
  • dispersjonsrelasjonen for en- og diatomiske line?re gitter skal kunne utledes og meningen med optiske og akustiske fonongrener skal kunne forklares – spesielt i origo og n?rheten av den f?rste Brillouin-sonens grenser.
  • frekvensfordelingen skal kunne utledes i 1- og 3-dimensjonale tilfeller.
  • gitterbidraget til varmekapasiteten skal kunne regnes ut ved hjelp av Debye og Einstein approksimasjoner.
  • temperaturavhengighet til termisk ledningsevne skal kunne forklares.
  • Fermi-Dirac fordelingen skal kunne utledes.
  • tilstandstetthet og varmekapasitet for Fermi elektron gass skal kunne utledes i 1- og 3- dimensjonale tilfeler samt begrepene Ferminiv? og Fermikula skal kunne forklares.
  • temperaturavhengighet til elektris