Faststoffysik (Q2) ( efterår 2010 - 5 ECTS )
Rammer for udbud
-
Uddannelsessprog:
engelsk
-
Niveau:
Bachelorkursus
-
Semester/kvarter:
2. kvarter
-
Timer per uge:
7
-
Deltagerbegrænsning:
Ingen
-
Undervisningssted:
Århus
-
Hovedområde:
Det Naturvidenskabelige Fakultet
-
Udbud ID:
19070
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
-
Krystaller og krystalgitre
-
Elektriske egenskaber af metaller og halvleder
-
Halvleder devices
-
Termiske egenskaber
-
Magnetisme
-
Superledning
-
Dielektrika
-
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.
Engelsk
Litteratur
Philip Hofmann, Solid State Physics. An Introduction, Wiley-VCH, 2008
Kursushjemmeside
http://www.aula.au.dk/
Skemaplacering (forelæsninger)
Endnu ikke fastlagt
Eksamensterminer
Eksamen: 2. kvarter
Placering: Uge 2 og 3, 2011
Reeksamen: August
http://science.au.dk/uddannelse/undervisning/eksamen/regler-for-tilmelding-til-kurser-med-fastlagt-eksamen/
Udbyder
Institut for Fysik og Astronomi
Indgår i følgende studieordninger
Bacheloruddannelsen i fysik, nanoteknologi
Tilmelding til undervisning
Via selvbetjeningen på
https://mit.au.dk/da/index.cfm
Bedømmelse
-
Mundtlig eksamen af 30 minutters varighed med 30 minutters forberedelse. Alle sædvanlige hjælpemidler tilladt.
-
Bedømmelse efter 7-trinsskala
-
Ekstern censur.
