AU kursuskatalog arkiv

Faststoffysik ( efterår 2008 - 5 ECTS )

Rammer for udbud

• Uddannelsessprog: engelsk
• Niveau: Bachelorkursus
• Semester/kvarter: 2. kvarter
• Timer per uge: 7
• Deltagerbegrænsning:
• Undervisningssted: Århus
• Hovedområde: Det Naturvidenskabelige Fakultet
• Udbud ID: 7794

Formål

I forlængelse af kurset "Moderne fysik" opnår den studerende her et mere detaljeret kendskab til faste stoffers fysik, herunder krystaller, krystalgitre, elektronbevægelsen i faste stoffer, gittervibrationer (fononer), magnetisme og superledning. Den studerende bliver fortrolig med den kvantemekaniske beskrivelse af faste stoffers egenskaber. Der opnås kendskab til forskelle og ligheder mellem forskellige typer af faste stoffer, metaller, halvledere og isolatorer.

Indhold

1.  
   1. Krystaller og krystalgitre
   2. Elektriske egenskaber af metaller og halvleder
   3. Halvleder devices
   4. Termiske egenskaber
   5. Magnetisme
   6. Superledning
   7. Dielektrika
   8. Faste stoffer på nano-skala

Læringsmål

Når kurset er afsluttet, forventes de studerende at kunne:

• forklare forskellige bindingstyper mellem atomer og molekyler.
• gøre rede for krystallstrukturer og deres bestemmelse ved hjælp af røntgendiffraktion.
• beskrive konstruktionen af det reciproke gitter og diskutere dens betydning.
• gøre rede for faste stoffers mekaniske og elastiske egenskaber og deres mikroskopiske forklaring.
• gøre rede for faste stoffers termiske egenskaber, især atomernes vibrationer i en klassisk og kvantemekanisk beskrivelse og faste stoffers varmefylde.
• beskrive metallernes elektroniske egenskaber klassisk (Drude model) og kvantemekanisk (fri elektron model og næsten fri elektron model).
• gøre rede for karakteristika ved den elektroniske tilstandstæthed for metaller, isolatorer og halvledere.
• beskrive tætheden af ladningsbærer i rene og doterede halvleder som funktion af temperatur.
• forklare funktionen af dioder og felteffekttransistorer.
• gøre rede for mikroskopiske årsager for diamagnetisk og paramagnetisk opførelse af faste stoffer.
• gøre rede for mekanismer, der fører til magnetisk ordning
• gøre rede for isolatorernes opførelse i DC og AC elektriske felter.
• beskrive eksperimentelle effekter, som opstår i forbindelse med superledning.
• gøre rede for grundideer bag BCS teorien for superledning
• beskrive hvordan reduktion af faste stoffers dimensioner på nanoskalaer påvirker deres egenskaber.

Faglige forudsætninger

Kvantemekanik svarende til 10 ECTS og Statistisk fysik

Underviser

Philip Hofmann

Undervisnings- og arbejdsform

Fire timers forelæsninger og tre timers TØ om ugen.

Litteratur

Philip Hofmann, Solid State Physics. An Introduction, Wiley-VCH, 2008

Kursushjemmeside

http://www.aula.au.dk/

Skemaplacering (forelæsninger)

Blokpar B , mandag 10-12 + onsdag 10-12

Eksamensterminer

2. kvarter

Reeksamen: August

Udbyder

Institut for Fysik og Astronomi

Indgår i følgende studieordninger

Bacheloruddannelsen i fysik, nanoteknologi

Indgår i følgende fagpakker

Atom-, molekyl- og faststoffysik, Overbygningspakke i fysik

Tilmelding til undervisning

Via selvbetjeningen på https://mit.au.dk/da/index.cfm

Studieordning og bedømmelse

1. del af sidefaget i fysik

• Mundtlig, bedømt efter 7-skala med ekstern censur

2. del af sidefaget i fysik

• Mundtlig, bedømt efter 7-skala med ekstern censur

Bacheloruddannelsen i nanoscience

• Mundtlig, bedømt efter 7-skala med ekstern censur

Fagpakke: Atom-, molekyl- og faststoffysik

• Mundtlig, bedømt efter 7-skala med ekstern censur

Fagpakke: Kvantemekanik, Statistisk fysik og Faststoffysik

• Mundtlig, bedømt efter 7-skala med ekstern censur

Grundfaget i fysik

• Mundtlig, bedømt efter 7-skala med ekstern censur

Sidefag i fysik

• Mundtlig, bedømt efter 7-skala med ekstern censur

Sidefaget i fysik

• Mundtlig, bedømt efter 7-skala med ekstern censur

• Mundtlig eksamen af 30 minutters varighed med 30 minutters forberedelse. Alle sædvanlige hjælpemidler tilladt.
• Bedømmelse efter 7-trinsskala
• Ekstern censur.