BMETE11AF05

Tantárgy adatok
Tárgy címe: Szilárdtestfizika alapjai
Neptun kód: BMETE11AF05
Felelős oktató: Dr. Makk Péter
Képzés: BSc fizikus
Tantárgy adatlapja: BMETE11AF05
Requirements, Information

 

Előadó: Makk Péter, egyetemi docens, Bordács Sándor, egyetemi docens
Nyelv: magyar
Félév végi osztályzat: írásbeli/szóbeli vizsga.

 

Kedd, 12:15-14:00, F213 terem

 

 

Előadások

Az előadások anyagai a Teams felületen érhetők el.

 

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

 

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)