Fyzika pevných látek

Sylabus

1. Struktura krystalických pevných látek Druhy chemických vazeb. Geometrický popis trojrozměrných a dvourozměrných krystalových mřížek, translační a bodová symetrie krystalových mřížek. Reciproká mřížka, Brillouinovy zóny. Reprezentace periodických funkcí v reciprokém prostoru.

2. Kmity krystalových mřížek Normální kmitové módy mřížky, fonony. Kvantová statistika fononů, fonony jako elementární excitace. Tepelná kapacita krystalové mřížky. Hustota fononových stavů.

3. Ideální elektronový plyn Klasický model elektronového plynu, transportní vlastnosti elektronového plynu. Kvantový model elektronového plynu, Fermi-Diracova statistika, Fermiho energie, chemický potenciál, hustota elektronových stavů.

4. Elektronový plyn v pevné látce Elektrony v periodickém krystalovém poli. Jedno-, dvou- a trojrozměrný elektronový plyn. Blochův teorém, pásové spektrum, Fermiho plocha v redukovaném a periodickém znázornění. Transportní vlastnosti blochovských elektronů, efektivní hmotnost. Informace o metodách výpočtu pásové struktury.

5. Odezva pevné látky na vnější elektromagnetickou vlnu Polarizační mechanizmy, optické vlastnosti elektronového plynu a krystalových mřížek. Uspořádání magnetických momentů v pevné látce. Literatura: Ch. Kittel: Introduction to solid state physics (různá vydání, existuje český překlad) J. R. Hook, H. E. Hall, Solid state physics, J. Wiley 2000 H. Ibach, H. Lueth, Solid state physics, Springer 2003 R. E. Hummel, Electronic properties of materials, Springer 1992

Anotace

Přednáška poskytne nezbytné informace o pojmech, jevech a základních teoretických modelech ve fyzice pevných látek, rozsah a hloubka přednášky je dostačující pro studenty mající zájem převážně o experimentální práci. Spolu se cvičením k této přednášce student získá ucelený obraz o fyzice pevných látek, který umožní interpretovat experimentální data.

V přednášce je kladen důraz na klasické partie fyziky pevných látek - struktura krystalických pevných látek, základní elektronové vlastnosti pevných látek (model ideálního elektronového plynu, elektrony v periodickém krystalovém poli) a kmitech k