Előadó: Mihály György, egyetemi tanár
Nyelv: magyar
Félév végi osztályzat: szóbeli vizsga.
Kedd, 12:15-14:00, F213 terem
A kurzus Teams csoportja: "Szilárdtestfizika alapjai - 2022"
Az előadások kivonata letölthető az előadás címére kattintva. A kivonatok tartalmazzák az összes lényeges formulát, a fontos ábrákat, a nehezebb részeknél pedig megértést elősegítő magyarázatok is találhatók.
Előadások:
Szilárd testek, kristályok
Kristályok szimmetriái
Szerkezetmeghatározás
Szóráskísérletek (kvázikristályok, amorf anyagok)
Rácsrezgések
Fononok
Szilárd testek fajhője
Szabad elektronok kvantummechanikája
Kvázi szabad elektron közelítés
Szoros kötésű közelítés
Fémek, félvezetők
Elektronok terjedése kristályokban
Ferromágneses fémek sávszerkezete (spintronika)
Összefoglalás
Tematika:
Kristálytan - Szerkezetvizsgálat
Kristály: elemi cella, Wigner-Seitz cella; kristály-síkok, Miller-index; reciprok rács, Brillouin-zóna. Kvázikristályok, amorf anyagok (fémüvegek).
Kristályrendszerek; Bravais-rácsok; pontcsoportok és tércsoportok. Szimmetriák szerepe a szilárdtestfizikában.
Diffrakció elmélete: Bragg-feltétel; Laue féle leírás; szerkezeti tényező és atomi alaktényző. Röntgen-, elektron- és neutron-diffrakció; szinkrotron-sugárzás, elektronmikroszkóp, spallációs források.
Rácsrezgések - fononok
Klasszikus leírás: csatolt harmonikus oszcillátorok rezgései (Dinamikus mátrix sajátérték-egyenlete); diszperziós reláció; állapotsűrűség.
Kvantummechanikai leírás: Fonon-energia és impulzus; Bose-Einstein statisztika; a fonongáz fajhője.
A diszperziós reláció kisérleti meghatározása: megmaradási tételek részecske-fonon, ill. foton-fonon kölcsönhatáskor; rugalmatlan neutron-szórás.
Elektronok
Szabad elektrongáz kvantummechanikai leírása. Fermi-Dirac statisztika; Sommerfeld-sorfejtés; fajhő, mágneses szuszceptibilitás.
Elektronok periodikus potenciálban. Bloch-tétel; diszperziós reláció perturbációs számolása; szoros-kötésű közelítés.
Sávszerkezet. Fémek-félvezetők-szigetelők; kváziklasszikus közelítés; elektronok terjedése kristályokban.
Irodalom:
-
Steven H. Simon: The Oxford Solid State Basics
-
Sólyom Jenő: A modern szilárdtestfizika alapjai I-II (második kiadás), Eötvös Kiadó, Budapest (2009)
