Introduction to Solid State Physics

Vakbeschrijving Introduction to Solid State Physics
Collegejaar: 2017-2018
Studiegidsnummer: 4062IVSF3
Docent(en):
  • Dr. P.J.H. Denteneer
Voertaal: Nederlands
Blackboard: Ja
EC: 3
Niveau: 300
Periode: Semester 2
Onderwijstijd in uren
(excl. zelfstudie):
84:00 uur
  • Wel Keuzevak
  • Wel Contractonderwijs
  • Geen Exchange
  • Geen Study Abroad
  • Geen Avondonderwijs
  • Wel A-la-Carte en Aanschuifonderwijs
  • Geen Honours Class

For English please select the English page top right

Admission Requirements

Eisen waaraan de student moet voldoen om deze cursus te kunnen volgen.
Statistical Physics 1, Quantum Mechanics 2 (in het bijzonder: Quantum Statistiek: Fermi-Dirac en Bose-Einstein statistiek, het vrije elektronengas)

Description

Dit vak geeft een inleiding op de Vaste Stof Fysica: de natuurkunde van materie in vaste vorm. Dit onderdeel van de fysica van gecondenseerde materie is van groot belang in toepassingen (bv. de elektronische industrie), maar bestudeert en verklaart ook fundamentele verschijnselen in en eigenschappen van vaste stoffen. De volgende onderwerpen komen aan de orde: warmtecapaciteit van vaste stoffen, elektronen in metalen, structuur van materialen, geometrie van vaste stoffen (kristalroosters), golven in kristallen (reciproke rooster). Er wordt begonnen en afgesloten met een uitzicht op enkele bijzondere verschijnselen in vaste stoffen: o.a. (hoge-temperatuur)supergeleiding, Anderson lokalisatie.

Course objectives

Aan het eind van de cursus is kennis en inzicht verkregen over
de structuur en eigenschappen van vaste stoffen. Men kan berekeningen en afleidingen uitvoeren binnen de theoretische beschrijvingen. In het bijzonder kan men deze kennis en vaardigheden toepassen op de volgende onderwerpen:
* waarom en hoe een klassieke beschrijving (Boltzmann, Drude theorie) vervangen moet worden door een quantummechanische (Einstein/Debije, Sommerfeld theorie)
* bijdrage van roostertrillingen (fononen) en elektronen aan warmtecapaciteit van materialen
* hoe de structuur van materialen tot stand komt (periodiek systeem, chemische binding),
* de beschrijving van (drie-dimensionale) kristallen in termen van roosters (eenheidscel) en reciproke roosters (Brillouin zones).
* golven in roosters
* elektronen in periodieke potentiaal (Bloch theorema, bandenstructuur)
Ten slotte is men in kwalitatieve zin op de hoogte van actuele onderwerpen binnen de Vaste Stof Fysica: hoge-temperatuur supergeleiding, metaal-isolator overgangen, quantum Hall effecten, topologische materie.

Timetable

Rooster

Mode of instruction

Hoorcolleges, werkcolleges

Assessment method

Schriftelijk tentamen (gesloten boek) met open vragen. Door adequate deelname aan het werkcollege kan een bonus van maximaal 1 punt bovenop het tentamencijfer worden verdiend.

Blackboard

Blackboard wordt gebruikt voor informatie over de cursus en het ter beschikking stellen van de werkcollegeopgaven en hun oplossingen.
Om toegang te hebben tot Blackboard heb je een ULCN-account nodig.Blackboard UL

Reading list

We gebruiken het boek: The Oxford Solid State Basics – Steven H. Simon (Oxford University Press, 1st edition, 2013; reprint 2016) (aanschaf verplicht), ISBN 978-0-19-968077-1 (Pbk.). Dit boek wordt ook gebruikt bij het derdejaars keuzevak Electronic Structure of Solids

Contact

Contactgegevens Docent:Dr.Peter Denteneer

Remarks

Dit college kan je leren de materiële wereld om je heen te begrijpen en is daarom (voorlopig) het meest relevante natuurkundecollege dat je kunt volgen. Eerste stappen worden gezet naar het inzicht: Het universum in een korreltje roest (Zaanen, 2008)

Talen