T ßτλος του μαθÞματος | ΦυσικÞ ΣτερεÜς ΚαταστÜσεως
Κωδικüς αριθμüς μαθÞματος | PCC30 4
Τýπος του μαθÞματος | Υποχρεωτικü
Επßπεδο του μαθÞματος | Προπτυχιακü
¸τος σπουδþν | Τρßτο
ΕξÜμηνο | ´Εκτο
ΠιστωτικÝς μονÜδες ECTS | 7
¼νομα του διδÜσκοντος/των διδασκüντων | Α. ΒραδÞς, ΑναπληρωτÞς ΚαθηγητÞς Δ. Αναστασüπουλος, Επßκουρος ΚαθηγητÞς
Επιδιωκüμενα μαθησιακÜ αποτελÝσματα του μαθÞματος | Πρüκειται για εισαγωγικü μÜθημα στη φυσικÞ ΣτερεÜς ΚαταστÜσεως. Επιδιþκεται η εφαρμογÞ προηγοýμενων γνþσεων (Ηλεκτρισμοý, ΜηχανικÞς, ΚβαντομηχανικÞς) στην μελÝτη των στερεþν. Πιο συγκεκριμÝνα επιδιþκεται η εξοικεßωση των φοιτητþν με: Την εφαρμογÞ κλασσικþν και κβαντικþν μοντÝλων για την ερμηνεßα βασικþν ιδιοτÞτων των μετÜλλων Ο φοιτητÞς εισÜγεται για πρþτη φορÜ στην Ýννοια της κρυσταλλικÞς δομÞς και του προσδιορισμοý της, ως βÜσης για την ερμηνεßα πολλþν ιδιοτÞτων των στερεþν. Επιδιþκεται ακüμα η κατανüηση των μηχανισμþν των χημικþν δεσμþν που απαντþνται στα στερεÜ και των ιδιοτÞτων διÜδοσης των ελαστικþν κυμÜτων σε αυτÜ. Δßνεται Ýμφαση στην περιγραφÞ των ταλαντþσεων του πλÝγματος με την εισαγωγÞ της Ýννοιας του φωνονßου. Στüχος του μαθÞματος αυτοý εßναι ακüμα η εξοικεßωση με την ηλεκτρονικÞ δομÞ των στερεþν. Για το σκοπü αυτü εισÜγεται λεπτομερþς στη θεωρßα των ενεργειακþν ζωνþν, αξιοποιþντας προηγοýμενες γνþσεις κβαντομηχανικÞς. Επιδιþκεται βÜσει αυτÞς ο φοιτητÞς να κατανοÞσει τον διαχωρισμü των υλικþν σε μÝταλλα, μονωτÝς και ημιαγωγοýς. ΤÝλος, επιδιþκεται η κατανüηση των ιδιοτÞτων των ημιαγωγþν ως βασικþν υλικþν για την ανÜπτυξη νÝων τεχνολογιþν.
Δεξιüτητες | ΑναμÝνεται üτι οι φοιτητÝς αποκτοýν μια ευρεßα αντßληψη για τον χειρισμü προβλημÜτων που αφοροýν τα στερεÜ. ΑναμÝνεται να κατανοοýν βασικÝς ιδιüτητες και τρüπους αντιμετþπισης σχετικþν προβλημÜτων.
ΠροαπαιτÞσεις | Δεν υπÜρχουν προαπαιτοýμενα μαθÞματα βÜσει του εφαρμοζüμενου προγρÜμματος σπουδþν. Οι φοιτητÝς üμως θα πρÝπει να διαθÝτουν τουλÜχιστον στοιχειþδεις γνþσεις ΜηχανικÞς, Ηλεκτρισμοý και ΚβαντομηχανικÞς.
Περιεχüμενα (ýλη) του μαθÞματος | ΓενικÝς ιδιüτητες των ΜετÜλλων. ΑÝριο ελευθÝρων ηλεκτρονßων. ΚλασσικÞ προσÝγγιση. Υπüδειγμα Drude. Sommerfeld. ¼ρια του υποδεßγματος αερßου ελευθÝρων ηλεκτρονßων. ΚρυσταλλικÜ και Üμορφα στερεÜ. ΚρυσταλλικÜ πλÝγματα. ΚρυσταλλικÞ δομÞ. Το αντßστροφο πλÝγμα. Περßθλαση ακτßνων Χ απü Ýνα πλÝγμα. ΣυνθÞκη Bragg. ΣκÝδαση ακτßνων Χ απü Ýνα κρýσταλλο (θεωρßα Laue) ΣκÝδαση ακτßνων Χ απü Ýνα ελεýθερο ηλεκτρüνιο. ΣκÝδαση ακτßνων Χ απü Ýνα Üτομο. ΠαρÜγων δομÞς. Πειραματικüς προσδιορισμüς της κρυσταλλικÞς δομÞς με σκÝδαση ακτßνων Χ, ηλεκτρονßων και νετρονßων. Κρυσταλλικοß δεσμοß. ΕλαστικÞ και πλαστικÞ παραμüρφωση-νüμος του Hooke. Αποτυχßα του στατικοý υποδεßγματος. Ταλαντþσεις πλÝγματος. Φωνüνια. Πυκνüτητα καταστÜσεων σε Ýνα πλÝγμα. ΑκριβÞς θεωρßα της γραμμομοριακÞς θερμüτητας. ΟπτικÝς ιδιüτητες του πλÝγματος στην περιοχÞ του υπερýθρου. Ιοντικοß κρýσταλλοι. Μη αρμονικÞ προσÝγγιση (αναρμονικüτητα). ΠροÝλευση ενεργειακþν ζωνþν. ΚυματοσυναρτÞσεις ηλεκτρüνιου σε περιοδικü δυναμικü. ΕνεργειακÝς ζþνες σε Ýνα σýστημα σχεδüν ελευθÝρων ηλεκτρονßων (nearly free electron theory approximation). ΕνεργειακÝς ζþνες για ισχυρþς δÝσμια ηλεκτρüνια . (tight - binding approximation). ΜÝταλλα - μονωτÝς - ημιαγωγοß. Πυκνüτητα κατÜ- στÜσεων. ΕπιφÜνεια F ermi. Το ηλεκτρüνιο Βloch. Ενεργüς μÜζα. ΟπÝς. Πειραματικüς προσδιορισμüς της δομÞς των ενεργειακþν ζωνþν. ΔομÞ ενεργειακþν ζωνþν στους ημιαγωγοýς. ΣυγκÝντρωση φορÝων σε Ýνα ημιαγωγü λüγω προσμßξεων. ΣυγκÝντρωση φορÝων σε Ýνα ημιαγωγü με αντιστÜθμιση. ΗλεκτρικÞ αγωγιμüτητα των ημιαγωγþν - ευκινησßα. Μηχανισμοß σκÝδασης φορÝων. Φαινüμενο Hall στους ημιαγωγοýς.
Συνιστþμενη βιβλιογραφßα προς μελÝτη | Γ.Δ. Πρßφτη, Α.Α. ΒραδÞ, Δ.Λ. Αναστασüπουλου: ΕισαγωγÞ στη ΦυσικÞ ΣτερεÜς ΚαταστÜσεως (ΠÜτρα 2009) Μ. ALI OMAR: Elementary Solid State Physics(Addison Wesley 1975) N. W. ASHCROFT and N. D. MERMIN, (1976): Solid State Physics Holt, Rinehart and Winston. J. C. BLAKEMORE, (1985): Solid State Physics, 2nd ed., Cambridge University Press, Cambridge,G. BURNS, (1985): Solid State Physics, Academic Press, London, R. H. BUBE, (1994): ΕισαγωγÞ στη ΦυσικÞ της ΣτερεÜς ΚατÜστασης, ΕΣΠΙ, ΑθÞνα. ΜετÜφραση του Electrons in Solids, 3rd ed., Academic Press, New York (1992). G. BUSCH and H. SCHADE, (1976): Lectures on Solid State Physics, Pergamon Press. J.R. CHRISTMAN, (1988): Fundamentals of Solid State Physics, J. Wiley, New York. R. J. ELLIOT and A. F. GIBSON, (1974): An Introduction to Solid State Physics, Macmillan. H. E. HALL (1974): Solid State Physics, "The Manchester Physics Series", J. Wiley. H. IBACH and H. LUTH, (1991): Solid State Physics: An introduction to Theory and Experiment, Springer-Verlag, Berlin. C. KITTEL, (1976): Introduction to Solid State Physics, J. Wiley. R. LEVY, (1978): ΑρχÝς της ΦυσικÞς ΣτερεÜς ΚαταστÜσεως, Εκδüσεις Γ. Πνευματικοý, ΑθÞνα. ΜετÜφραση του Principles of Solid State Physics, Academic Press, London (1968).
ΔιδακτικÝς και μαθησιακÝς μÝθοδοι | Διδασκαλßα με χρÞση εποπτικþν μÝσων. ΠροβολÝς video παρουσιÜσεις σε powerpoint και επßδειξη υποδειγμÜτων δομÞς κλπ.
ΜÝθοδοι αξιολüγησης/βαθμολüγησης | ΓραπτÝς εξετÜσεις επß της θεωρßας και επßλυση ασκÞσεων. Βαθμολογßα στην κλßμακα 1-10.
Γλþσσα διδασκαλßας | ΕλληνικÜ