A tárgy címe:
Bevezetés a félvezetőfizikába, nanofizikába és a mágnesség elméletébe
Elsődleges képzés:
Fizikus mérnök BSc
Kredit:
3
A tárgy besorolása:
választható
Óraszám - előadás:
2
Óraszám - gyakorlat:
0
Óraszám - labor:
0
Egyéb oktatás:
???
Számonkérés módja:
Examination
Egyéb számonkérés:
???
Félév:
6
Előtanulmányi feltételek:
Szilárdtestfizika
Tantárgy felelőse:
Dr. Csonka Szabolcs, egyetemi docens, PhD
További oktatók:
Tárgyleírás:
Bevezető előadás a félvezetők fizikájába, nanofizikába és mágnesség elméletébe, hangsúlyt fektetve az alap fizikai fogalmak és koncepciók elmélyítésére.
Félvezetők fizikájaSávszerkezet, elektronok és lyukak, adalékolás, félvezetők statisztikus mechanikája. Sávszerkezet tervezés, p-n átmenet és tranzisztor.
Nanofizika
Karakterisztikus hosszskálák, kvantum vezeték vezetőképessége, Landauer formula, vezetőképesség kvantálás. Koherens és inkoherens transzport.
A Boltzmann egyenlet: nem-egyensúlyi eloszlásfüggvény, Boltzmann egyenlet relaxációs idő közelítésben. Boltzmann egyenlet megoldása véges hőmérséklet gradiens és véges elektromos tér esetén.
Mágnesség: atomi mágneses momentum eredete, Hund szabályok, mágneses momentumok rendeződésének oka. Hullámfüggvény szimmetriák, kicserélődési energia. Mágnesség egyszerű modelljei. Heisenberg -, Ising-model. Spontán mágneses rend típusai: ferromágnesesség, antiferromágnesesség, ferrimágnesesség. Spontán szimmetriatörés, flusztráció. Mágnesség átlagtér elmélete. Önkozisztencia egyenletek, para és ferromágneses állapot, Curie-pont, hőmérséklet függő spontán mágnesezettség.
Ajánlott irodalom:
Steven H. Simon:The Oxford Solid State Basics ISBN 978-0191502101
Jenő Sólyom: Fundamentals of the Physics of Solids I-II., ISBN 978-3540725992, 978-3540853152
Kompetenciák:
a) tudása- Ismeri a klasszikus és modern fizika műszaki-technológiai eljárásokat és alkalmazásokat megalapozó alapvető törvényszerűségeit, fejlődési irányait, és a modern fizikai modelleket.- Ismeri a fizika legfontosabb kapcsolódási pontjait a mérnöki diszciplínákkal, az ehhez kapcsolódó alapvető fogalmakat és összefüggéseket.b) képességei- Képes a műszaki-technológiai problémák és a fizikai tudományos eredmények közötti kapcsolat megteremtésére, a két terület alkotó összekapcsolására.- Képes a műszaki problémák és a hozzájuk kapcsolódó fizikai jelenségek megértésére, az ehhez szükséges információgyűjtésre, és a szakirodalom eredményeinek értelmezésére és kreatív alkalmazására.- Ismeretei alapján rendelkezik a tudományos-technológiai alapokon nyugvó megalapozott érvelés képességével, ismeretei alapján képes megalapozott véleményt alkotni szakterületéhez kapcsolódó társadalmi, tudományos, technológiai és etikai kérdésekről.- Képes tudásának önálló gyarapítására, a releváns szakirodalom követésére és feldolgozására, és tanulmányainak magasabb szinten történő folytatására.c) attitűdje- Törekszik a tudományos fizikai ismeretek és a műszaki-technológiai alkalmazások közötti összekötő, integráló szerep megteremtésére.- Hitelesen képviseli a természettudományos világnézetet, és alkalmazni tudja a technológia és társadalom viszonylatában.- Nyitott a természettudományos és műszaki továbbképzés irányában.- Elkötelezett új kompetenciák elsajátítására.- Fejleszti, mélyíti szakterületi ismereteit.d) autonómiája és felelőssége- Felelősséggel együttműködik a műszaki, természettudományos és más szakterületek szakembereivel.- Tudatosan vállalja a műszaki-természettudományos terület etikai normáit.- Saját képességeit és munkájának eredményét reálisan értékeli.- Folyamatos tanulással fejleszti kompetenciáit, alkalmassá válva felelősségteljes munkakörök betöltésére.- Tisztában van a tudományos-technológiai kijelentések jelentőségével és következményeivel.