2016/2017

2017/2018

DM270

FIS/03 (FISICA DELLA MATERIA)

DIPARTIMENTO DI FISICA

SCIENZE FISICHE

Fisica della materia

2°

Secondo Semestre (01/03/2018 - 15/06/2018)

6

48 ore di attività frontale

Italiano, English-friendly: 1) Il materiale didattico è in inglese (libri di testo, dispense, slides.); 2) L’esame può essere sostenuto in inglese, su richiesta dello studente; 3) Il docente è disponibile a tenere parte delle lezioni (o tutte) in inglese, previo accordo con gli studenti.

ORALE

ANDREANI LUCIO (titolare) - 6 CFU

Nozioni di fisica quantistica, elettromagnetismo, ottica, preferibilmente meccanica statistica di base. Conoscenze di base di fisica dei solidi, come fornite dal corso di Fisica dello Stato Solido I.

Apprendimento dei concetti e fenomeni relativi alla fisica dello stato solido avanzato, con riferimento ai concetti teorici e fenomenologici. In particolare, lo studente conoscerà le principali proprietà del gas di elettroni e dei solidi cristallini legate agli effetti di correlazione e avrà familiarità con il concetto di eccitazioni elementari nei solidi.

Vengono trattati alcuni concetti avanzati di fisica dello stato solido, con particolare attenzione agli effetti di correlazione, alle eccitazioni elementari nei solidi, alla trattazione quantistica dei sistemi correlati e della superconduttività. Gli argomenti comprendono: (1) metodo Hartree-Fock, effetti di scambio e correlazione, screening; (2) teoria del funzionale densità e metodi moderni per il calcolo delle bande di energia; (3) elettrodinamica nei metalli, teoria della risposta lineare, funzione dielettrica di Lindhard, plasmoni di bulk e di superficie; (4) eccitoni e polaritoni; (5) cristalli fotonici, confinamento elettronico e fotonico, nanocavità; (6) equazione di Boltzmann e coefficienti di trasporto; (7) liquidi di Fermi, correlazioni nei solidi, transizione di Mott, modelli di Hubbard e di Anderson, effetto Kondo; (8) fasi topologiche in materia condensata; (9) fononi nei metalli, interazione effettiva elettrone-elettrone e overscreening, Cooper pairing, teoria quantistica (BCS) della superconduttività. La presentazione dei concetti e metodi teorici sarà completata da esempi fenomenologici, dall’illustrazione delle principali tecniche sperimentali per la misura delle quantità fisiche, da visite ai laboratori di ricerca, e da esercitazioni numeriche e computazionali.

Lezioni frontali (alla lavagna e/o con slides) completate da qualche esercitazione e visita ai laboratori

N.W. Ashcroft, N.D. Mermin, Solid State Physics (Holt-Rinehart, 1976).
G. Grosso and G. Pastori Parravicini, Solid State Physics, 2nd edition (Academic Press, 2014).
C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, 8th edition (John Wiley & Sons, 2005).
R.M. Martin, Electronic Structure - Basic Theory and Practical Methods (Cambridge University Press, 2004).
Note e slides.

Esame orale. Lo studente deve preparare i tre argomenti (1)-(3) e altri tre argomenti a scelta fra (4)-(9). Per la prova di esame, che inizia su un argomento scelto dallo studente, si raccomanda di focalizzarsi sugli aspetti fisici degli argomenti trattati (andamenti qualitativi, grafici, metodi per misurare le varie proprietà.) piuttosto che sullo studio dettagliato delle derivazioni matematiche.
For non-italian students, the exam may be held in English, if so requested.

Le video-registrazioni delle lezioni dell’a.a. 2015/2016 sono disponibili su Kiro.