FISICA DELLO STATO SOLIDO I
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Anno immatricolazione
2017/2018
Anno offerta
2017/2018
Normativa
DM270
SSD
FIS/03 (FISICA DELLA MATERIA)
Dipartimento
DIPARTIMENTO DI FISICA
Corso di studio
SCIENZE FISICHE
Curriculum
Fisica della materia
Anno di corso
Periodo didattico
Primo Semestre (02/10/2017 - 19/01/2018)
Crediti
6
Ore
48 ore di attività frontale
Lingua insegnamento
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.
Tipo esame
ORALE
Docente
ANDREANI LUCIO (titolare) - 6 CFU
Prerequisiti
Nozioni di fisica quantistica, elettromagnetismo, ottica, preferibilmente meccanica statistica di base.
Obiettivi formativi
Apprendimento dei concetti e fenomeni di base relativi alla fisica dello stato solido, con riferimento ai concetti teorici e fenomenologici. Lo studente conoscerà le principali proprietà dei solidi cristallini basate sulla meccanica quantistica e sull’elettromagnetismo, potrà collegarle alle tecniche sperimentali di misura, e sarà in grado di interpretare risultati quali ad esempio la struttura a bande, la superficie di Fermi, la dispersione dei fononi, gli spettri ottici dei solidi.
Programma e contenuti
Vengono trattati i concetti fondamentali della fisica dello stato solido, con particolare attenzione ai livelli degli elettroni nei solidi cristallini, alle vibrazioni reticolari, alle proprietà ottiche, alla fisica dei semiconduttori. Gli argomenti comprendono: elettroni liberi nei metalli, teorie di Drude e Sommerfeld; reticoli cristallini e diffrazione, teorema di Bloch, elettroni e lacune; classificazione dei solidi e legame chimico; bande di energia, metodi di calcolo e di misura, superfici di Fermi, elettroni in campo magnetico; vibrazioni reticolari e fononi; proprietà ottiche degli isolanti e dei semiconduttori, funzione dielettrica complessa, transizioni interbanda; semiconduttori omogenei e inomogenei, deriva e diffusione, giunzione p-n, celle solari (argomento monografico). La presentazione dei concetti e metodi teorici sarà completata da esempi fenomenologi, dall’illustrazione delle principali tecniche sperimentali per la misura delle quantità fisiche, e da esercitazioni numeriche e computazionali.
Metodi didattici
Lezioni frontali (alla lavagna e/o con slides) completate da qualche esercitazione e visita ai laboratori
Testi di riferimento
N.W. Ashcroft, N.D. Mermin, Solid State Physics (Holt-Rinehart, 1976).
G. Grosso and G. Pastori Parravicini, Solid State Physics (Academic Press, 2000; 2nd ed., 2014).
P.Y. Yu, M. Cardona, Fundamentals of Semiconductors: Physics and Material Properties, 4rd edition (Springer, 2010).
J. Nelson, The Physics of Solar Cells (Imperial College Press, London, 2003).
Modalità verifica apprendimento
Esame orale. Per la prova di esame 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.
Altre informazioni
Le video-registrazioni delle lezioni dell’a.a. 2015/2016 sono disponibili su Kiro.
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile