BMETE11AF05

Tantárgy adatok
Tárgy címe: Szilárdtestfizika alapjai
Neptun kód: BMETE11AF05
Felelős oktató: Dr. Makk Péter
Felelős tanszék: Fizika Tanszék
Képzés: BSc fizikus
Tantárgy adatlapja: BMETE11AF05
Követelmények, Információk

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:

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