P. Prelovšek: Fizika trdne snovi: 2/1/1 oba semestra
Okvirna vsebina - študijsko leto 2003/4 : po tednih
6.10. Uvod. Struktura kristalov. Translacijska simetrija. Bravaisova mreža. Kubične mreže. Primitivna in osnovna celica. Wigner-Seitzova celica. Mreže z bazo.
13.10. Diamantna mreža, tesno zložene mreže, večatomske strukture. Recipročna mreža. Mrežne ravnine. Millerjevi indeksi.
20.10. Uklon valovanj na kristalih. Braggov in Lauejev pogoj. Sipalne geometrije. Splošnejša analiza sipanja. Fourierova analiza periodične strukture.
27.10. Strukturni faktor. Atomski form faktor. Debye-Wallerjev faktor. Simetrije kristalov. Točkovne simetrije. Kombinirane simetrije. Klasifikacija Bravaisovih mrež in kristalnih sistemov.
3.11. Elektroni v kristalih. Model prostih elektronov. Fermijeva energija in povšina. Gostota elektronskih stanj. Specifična toplota Fermijevega plina - Sommerfeldov razvoj.
10.11. Efektivna masa v kovinah. Enosmerna in frekvenčno odvisna električna prevodnost - približek relaksacijskega časa. Hallov efekt. Toplotna prevodnost elektronov.
17.11. Elektroni v periodičnem potencialu. Blochove funkcije. Simetrijski in Fourierov dokaz. Lastnosti Blochovih funkcij. Kristalna gibalna količina. Efektivna masa elektrona. Gibalna enačba v prisotnosti zunanjih polj.
24.11. Elektroni v šibkem periodičnem potencialu. Energijske vrzeli. Bližina dvojne in večkratnih degeneracij. Prva in višje Brillouinove cone.
1.12. Približek tesne vezi. Posplošitev za več orbital. Gostota elektronskih stanj v pasovih - van Hove singularnosti.
8.12. Kovine in izolatorji - pasovna slika. Vezava kristalov. Vrste kemijskih vezi. Molekulski kristali. Ionski kristali - Madelungova konstanta.
15.12. Kovalentni kristali. Kovalentna vez. Pristop molekulskih orbital in Heitlerjev - Londonov približek. Hibridizacija. Kovinska vez.
22. 12. Polprevodniki. Direktna in indirektna energijska vrzel. Vrzel in njene lastnosti. Pasovi v polprevodnikih: Si, Ge. Efektivne mase nosilcev naboja. Čisti polprevodnik pri T>0.
5. 1. Stanja na nečistočah. Dopirani polprevodniki pri T>0. Tip n in p. Električna prevodnost polprevodnikov.
12.1. Nehomogeni polprevodniki. Model ostrega p-n stika. Zaporna plast. Tok v neravnovesnem stiku.
---------------------------------------------------------------------------------------
16.2. Neravnovesno stanje: splošnejši opis. Difuzijske enačbe. Rekombinacija in generacija parov elektron-vrzel. Difuzijska dolžina. Zaporni tok. Stik polprevodnik - kovina.
23.2. Kovine. Fermijeve površine. Ciklotronska resonanca. Kvantna stanja v magnetnem polju - Landauovi nivoji. Oscilacijski pojavi v kovinah - de Haas - van Alphenov pojav.
1.3. Elektroni na površinah in na vmesnih plasteh. Kvantni Hallov efekt. Mrežna nihanja. Klasična slika. 1D veriga atomov - lastna nihanja.
8.3. Nihanja verige z bazo. Kontinuumski približek. Nihanja 3D mreže. Kvantizacija mrežnih nihanj - fononi.
15.3. Fononski procesi. Sipanje svetlobe in nevtronov. Specifična toplota - mrežni prispevek. Gostota fononskih stanj. Debyev model.
22.3. Anharmonski efekti. Termično raztezanje. Toplotna prevodnost. Magnetne lastnosti. Atomska susceptibilnost. Osnovno stanje atomov in ionov - Hundova pravila.
29.3. Larmorjev diamagnetizem. Van Vleckov paramagnetizem. Langevinov paramagnetizem. Curiejev zakon v kristalih - cepitev v krstalnem polju. Adiabatna demagnetizacija.
5.4. Paramagnetizem prevodnih elektronov. Merjenje magnetnih momentov. Izmenjalna magnetna sklopitev. Spinski hamiltonian.
12.4. Heisenbergov model. Tipi magnetnih sklopitev. Magnetne strukture. Feromagnetizem. Približek povprečnega polja. Kritično obnašanje.
19.4. Antiferomagnetizem. Osnovno stanje spinskih sistemov. Spinski valovi - magnoni. Feromagnetne doemen in histereza.
26.4. Dielektrične lastnosti izolatorjev. Lokalno polje. Dielektrična konstanta - zveza Clausiusa in Mossottija. Atomska polarizabilnost. Mrežna nihanja ionskih kristalov - LST relacija.
3.5. Prosti električni dipoli. Piroelektriki. Feroelektriki. Fenomenološka teorija faznih prehodov. Superprevodnost. Lastnosti superprevodnega stanja. Meissnerjev efekt.
10.5. Termodinamika superprevodnikov. Kondenzacijska energija. Enačbe Londonov. Vdorna in koherenčna dolžina. Meja kovina - superprevodnik.
17.5. Superprevodnik II. vrste. Energijska vrzel. Tuneliranje N-SP. Mikrovalovna in infrardeča absorpcija. Cooperjevi pari. Makroskopska valovna funkcija in kvantizacija magnetnega pretoka. Josephsonovi efekti.
24.5. Defekti v kristalih. Točkovni defekti. Dislokacije. Mehanske lastnosti kristalov.