|
|
Hlavní nabídka Prohlížení IS/STAG
Nalezené předměty, počet: 1
Stránkování výsledků vyhledávání
Nalezeno 1 záznamů
Export do Xls
Informace o předmětu
UAFM / C300A
:
Popis předmětu
Pracoviště / Zkratka
|
UAFM
/
C300A
|
Akademický rok
|
2023/2024
|
Akademický rok
|
2023/2024
|
Název
|
Solid State Physics for Materials Scienc
|
Způsob zakončení
|
Zkouška
|
Způsob zakončení
|
Zkouška
|
Název dlouhý
|
Solid State Physics for Materials Science
|
Akreditováno / Kredity
|
Ano,
6
Kred.
|
Forma zakončení
|
Kombinovaná
|
Forma zakončení
|
Kombinovaná
|
Rozsah hodin
|
Přednáška
4
[HOD/TYD]
|
Zápočet před zkouškou
|
Ne
|
Zápočet před zkouškou
|
Ne
|
Automatické uznávání zápočtu před zkouškou
|
Ne
|
Počítán do průměru
|
ANO
|
Vyučovací jazyk
|
Angličtina
|
Obs/max
|
|
|
|
Automatické uznávání zápočtu před zkouškou
|
Ne
|
Letní semestr
|
0 / -
|
0 / -
|
0 / -
|
Počítán do průměru
|
ANO
|
Zimní semestr
|
2 / -
|
0 / -
|
0 / -
|
Opakovaný zápis
|
NE
|
Opakovaný zápis
|
NE
|
Rozvrh
|
Ano
|
Vyučovaný semestr
|
Zimní semestr
|
Vyučovaný semestr
|
Zimní semestr
|
Minimum (B + C) studentů
|
nestanoveno
|
Volně zapisovatelný předmět |
Ano
|
Volně zapisovatelný předmět
|
Ano
|
Vyučovací jazyk
|
Angličtina
|
Počet dnů praxe
|
0
|
Počet hodin kontaktní výuky |
0
|
Hodnotící stupnice |
A|B|C|D|E|F |
Periodicita |
každý rok
|
Periodicita upřesnění |
|
Základní teoretický předmět |
Ano
|
Profilující předmět |
Ne
|
Základní teoretický předmět |
Ano
|
Hodnotící stupnice |
A|B|C|D|E|F |
Nahrazovaný předmět
|
Žádný
|
Vyloučené předměty
|
Nejsou definovány
|
Podmiňující předměty
|
Nejsou definovány
|
Předměty informativně doporučené
|
Nejsou definovány
|
Předměty,které předmět podmiňuje
|
Nejsou definovány
|
Graf četnosti udělených hodnocení studentům napříč roky:
Obrázek PNG
,
XLS
|
Cíle předmětu (anotace):
|
Vytvořit základní představu o elementárním fyzikálním pohledu na elektrické a optické vlastnosti materiálů. Předmět je ve své podstatě úvodem do fyziky pevných látek (FPL) pro chemiky. Přes zdánlivou hloubku probírané látky je předmět veden intuitivním způsobem. Důraz je kladen na objasnění základních představ a pojmů klasické FPL v takové hloubce, aby umožnil logickou analýzu experimentálních dat spadajících svou povahou do této problematiky
|
Požadavky na studenta
|
V rámci diskuze je ověřována míra osvojených znalostí a hloubka porozumění předmětu.
|
Obsah
|
1) Základní pojmy krystalografie, krystal, mřížka, struktura. Symetrie krystalových struktur, prostorové grupy symetrie.
2) Rentgenové záření, jeho difrakce na krystalu, geometrická podmínka difrakce, intenzita difrakce. Analýza difraktogramu.
3) Kohezní síly v tuhé látce a typy vazeb v pevných látkách. Souvislosti mezi vlastnostmi látek a dominantním typem vazby. Kovy, polovodiče, izolanty - nástin vzniku pásové struktury při kondenzaci atomů. Kmity mřížky, vlnová rovnice, Einsteinovo a Debyeovo přiblížení měrného tepla mřížky - fitování a analýza.
4) Tepelné vlny, pojem fonon, disperze, grupová rychlost, tepelná vodivost, N- a U- procesy - Debyeovo přiblížení tepelné. Projevy anharmonicity.
5) Kovy, transportní veličiny v přiblížení pomocí relaxačního času. Drudeův model, elektronový plyn - měrné teplo elektronů vs. Hallův jev. Sommerfeldův model, Fermiho mez, hustota stavů, Fermiho integrál.
6) Přímá vs. reciproká mřížka. Částice v periodickém potenciálu - Schroedingerova rovnice. Model téměř volných elektronů x model těsné vazby, Blochův teorém - elektron jako vlna, rozptyl volných elektronů v Blochově přiblížení.
7) Brilouinova zóna, parametrizace pohybu elektronu v pásu - vlnový vektor, efektivní hmotnost a grupová rychlost elektronů. Statistika volných nositelů proudu v podmínkách slabé degenerace, hustota stavu, koncentrace volných nositelů proudu, Fermiho mez.
8) Mřížkové poruchy, Schotkyho a Frenkelova porucha, substituční a antistrukturní poruchy. Rozbor transportních vlastností pevných látek, elektrická vodivost, n-typ a p-typ vodivosti. Dopování, vlastní a příměsová vodivost, Hallův jev pro více typů nositelů, pohyblivost. Pauliho paramegnetismus, Landauovy hladiny - cyklotronová rezonance, Šubnikov-de Haasův jev.
9) Úvod do magnetických vlastností pevných látek. Magnetiské veličiny (magnetický moment, intenzita, indukce, magnetizace, susceptibilita) a jejich souvislosti. Izolované magnetické momenty, diamagnetismus, paramagnetismus, Brillouinova funkce. Krystalové pole, zamrzání orbitálního příspěvku, Jahn-Tellerův jev.
10) Přímá a nepřímá interakce magnetických momentů - výměnné interakce - FM/AFM). Kolosální a gigantická magnetorezistence - využití. Demagnetizační energie - tvrdé a měkké feromagnety.
11) Aplikace polovodičů, p-n přechod, dioda, tranzistor, úvod do fotovoltaiky, úvod do termoelektřiny.
12) + 13) Vybrané koncepce popisu světla, jejich význam a použití. Elektromagnetická vlna (intenzita, polarizace, koherence) x částicový charakter záření (energie, hybnost, moment hybnosti fotonu) a vztah mezi nimi. Výběrová pravidla. Optické vlastnosti pevných látek (lineární a nelineární optika - vymezení), komplexní index lomu, komplexní symbolika v optice, vztah mezi extinkčním a absorpčním koeficientem, index lomu a elektrická permitivita, model harmonického oscilátoru a vynucených kmitů (Lorentz, Drude), Kramers-Kronigovy relace. Interakce fotonu s částicemi v PL (elektron, fonon), sdružená hustota stavů, výpočet absorpčního koeficientu, výběrová pravidla (povolené, zakázané, přímé a nepřímé přechody). Typy optických interakcí v širokém spektrálním oboru a jejich interpretace ve vlnové a částicové koncepci (dielektrika, polovodiče, kovy). Elektromagnetická vlna na jednoduchém rozhraní. Odraz a lom - Fresnelovy rovnice, odrazivost, plazmová hrana. Metody určování optických konstant, spektrofotometrie a elipsometrie.
|
Aktivity
|
|
Studijní opory
|
|
Garanti a vyučující
|
|
Literatura
|
-
Základní:
Elektronická verze přednášek předmětu. / Electronic version of lectures.
-
Doporučená:
Singleton, J. Band Theory and Electronic Properties of Solids, Oxford, Oxford University Press. 2001.
-
Doporučená:
Kittel, Ch., Mceuen, P. Introduction to solid state physics, Wiley. 2019.
-
Doporučená:
Blundel, S. Magnetism in Condensed Matter, Oxford, Oxford University Press. 2001.
-
Doporučená:
Mistrik, Kasap, Ruda, Koughia, Singh. Optical Properties of Electronic Materials: Fundamentals and Characterization in Springer Handbook of Electronic and Photonic Materials 2nd edtition (ed. S. Kasap), Springer International Publishing AG. 2017.
-
Doporučená:
Fox M. Optical Properties of Solids, Oxford, Oxford University Press. 2001.
|
Předpoklady - další informace k podmíněnosti studia předmětu |
- |
Získané způsobilosti |
Schopnost základní orientace v oblasti fyziky pevných látek a porovnání fyzikálního a chemického pohledu na relevantní materiály. |
Vyučovací metody |
- Monologická (výklad, přednáška, instruktáž)
|
Hodnotící metody |
|
|
|
|