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.

A november 4-i  zárthelyi dolgozatra való felkészülést segíti az első hét előadás videófelvétele, amelyek (a Teams csoport tagjainak) elérhetők az előadás címe alatti Microsoft Stream linken.

Előadások:

szept. 6.

Szilárd testek, kristályok

Videofelvétel

szept. 13.

Kristályok szimmetriái

Videófelvétel

szept. 20.

Szerkezetmeghatározás 

Videófelvétel

szept. 27.

Szóráskísérletek (Irodalom: Röntgen holográfia, Kompakt neutron forrás)

Videofelvétel

okt. 4.

Rácsrezgések

Videófelvétel

okt. 11.

Fononok

Videófelvétel

okt. 18.

Szilárd testek fajhője

Videófelvétel

okt. 25.

Szabad elektronok kvantummechanikája

nov. 8.

Kvázi szabad elektron közelítés

nov. 15.

Szoros kötésű közelítés

nov. 22.

Fémek, félvezetők

nov. 29.

Elektronok terjedése kristályokban

dec. 6.

Ferromágneses fémek sávszerkezete (spintronika)

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. Sávszerkezet.

Szoros-kötésű közelítés. Félvezető anyagok. Sávszabászat.

Elektronok terjedése kristályokban. Spin-polarizált elektronállapotok ferromágneses fémekben.

Irodalom:

1. Steven H. Simon: The Oxford Solid State Basics
2. Sólyom Jenő: A modern szilárdtestfizika alapjai I-II (második kiadás), Eötvös Kiadó, Budapest (2009)