Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
SCIENZA DEI MATERIALI


8

Corsi comuni

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 56 12 0 132

Periodo

AnnoPeriodo
III anno1 semestre

Frequenza

Obbligatoria

Erogazione

Convenzionale

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
01/10/201620/01/2017

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
baseDiscipline matematiche, informatiche e fisicheFIS/012
baseDiscipline matematiche, informatiche e fisicheFIS/036


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof. MATTEI GIOVANNIFIS/01Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"

Altri Docenti

Non previsti.

Attività di Supporto alla Didattica

Non previste.

Bollettino

Fisica Generale 1 e 2, Fisica Quantistica, Struttura dei Solidi

Il corso si pone l'obiettivo di applicare i metodi della meccanica quantistica alla descrizione delle principali proprietà strutturali, elettriche, termiche ed ottiche dei materiali solidi, ponendo le basi per lo studio di specifiche classi di materiali impiegati in dispositivi ad alta tecnologia.

Lezioni frontali.

- La struttura cristallina dei solidi: il reticolo diretto e il reticolo reciproco. - Diffrazione delle onde da parte di un cristallo. - Elementi di dinamica reticolare: la teoria classica del cristallo armonico; il calore specifico ad alte temperature: la legge di Dulong-Petit; i modi normali di una catena lineare monoatomica e biatomica; teoria quantistica elementare del cristallo armonico: i fononi; la distribuzione di fononi all'equilibrio termico; il concetto di densità degli stati; i modelli di Einstein e di Debye per il calore specifico dei solidi monoatomici. - La conducibilita' termica negli isolanti. - Il gas di elettroni: La sfera di Fermi; energia totale e pressione di un gas di elettroni a T = 0 K; la capacita' termica di un gas di elettroni. - La conducibilita' elettrica dei metalli nel modello di Drude; la conducibilita' termica dei metalli; la legge di Wiedemann-Franz; l'effetto Hall nei metalli: inadeguatezza del modello di Drude; l'interazione elettrone-elettrone: effetti di schermo e principio di Pauli; la funzione dielettrica del gas di elettroni; Proprietà ottiche del gas di elettroni: plasmoni. - Stati elettronici in un potenziale periodico: il teorema di Bloch; l'approssimazione di elettrone quasi-libero; il modello a elettroni fortemente legati; numero di stati elettronici possibili in una banda: metalli, semimetalli/semiconduttori ed isolanti; la massa efficace; le "buche" e loro proprieta'. - Proprieta' di trasporto nei solidi: l'equazione di Boltzmann; la conducibilita' elettrica nei metalli; fenomeni termoelettrici. - Semiconduttori: concentrazione di elettroni e buche nei semiconduttori intrinseci; livelli di impurezza; eccitoni.

Prova Scritta

La valutazione della preparazione si baserà sulla comprensione degli argomenti svolti e sulla capacità di fare collegamenti fra diversi argomenti.

H. Ibach, H Lüth, Solid-State Physics. : Springer, 2009 N. Ashcroft, D. Mermin, Solid State Physics. : Saunders College Publishing, 1976 C. Kittel, Introduzione alla Fisica dello Stato Solido. : CEA Edizioni, 2008

I contenuti del corso possono essere seguiti o integrati sui testi indicati nella sezione 'Testi di Riferimento'.