Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail předmětu
FSI-TPLAk. rok: 2023/2024
Atomová struktura látek, vazba mezi atomy, typy a struktura krystalů, poruchy v krystalu. Difrakce záření na krystalu, Braggův zákon. Elektronová struktura látek. Kmity mřížky, fonony (akustické a optické). Rozptyl neutronů na kmitající mříži, mapování fononových disperzních křivek. Fonon-fononová interakce. Optické vlastnosti iontových krystalů: infračervená absorpce, dielektrická funkce, odrazivost. Ramanův a Brillouinův rozptyl. Tepelné vlastnosti mřížky: tepelná kapacita (Einsteinův a Debyeův model), teplotní roztažnost, tepelná vodivost. Fyzika kovů: Drudeho a Sommerfeldova teorie, Fermiho plyn volných elektronů. Elektronový plyn v elektrickém a magnetickém poli, elektron-fononová inteakce, elektromagnetické vlny v kovu, magnetismus elektronů v kovu. Pásová struktura, Blochovy funkce. Kovy, izolanty, polovodiče. Pásová struktura a optická absorpce, dynamika Blochova elektronu ve vnějším poli, efektivní hmotnost elektronu. Elektrony, díry a polovodiče. Magnetismus. Damagnetismus, paramagnetismus, feromagnetismus.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Učební cíle
Prerekvizity a korekvizity
Základní literatura
Doporučená literatura
Elearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Vazba a struktura látekVazba mezi atomy. Typy krystalů, jejich vazebná energie a základní vlastnosti. Struktura krystalů a její studium. Poruchy v krystalu. 3D struktury vs. nízkodimenzionální struktury.2. Elektronová struktura látek.
2. Od izolovaných atomů k pásové struktuře. Izolátory, kovy, polovodiče. Vodivost kovů a polovodičů. Pásová struktura a typ vazby.
3. Kmity mřížkyZáklady. Aproximace adiabatická a harmonická. Kmitající mřížka: mechanický problém, kvantování – fonon, termodynamika. Kmity řetízku stejných atomů a řetízku s dvouatomovou bází (akustické a optické fonony). Kmity 3D mřížek.Fonony v akci. Optické fonony a fotony. Rozptyl záření na fononech. Anharmonické interakce v krystalech, doba života fononů.
4. Optické a tepelné vlastnosti mřížkyOptické vlastnosti iontových krystalů: dielektrická funkce, odrazivost, fononové polaritony. Tepelné vlastnosti kmitající mřížky: tepelná kapacita mřížky, Einsteinův model, Debyeův model, stavová rovnice kmitajícího krystalu,teplotní roztažnost, tepelná vodivost.
5. Volné elektrony v kovech
Část 1. Drudeho a Sommerfeldova teorie. Fermiho plyn volných elektronů, tepelná kapacita kovů, elektrická a tepelná vodivost kovů.
Část 2. Elektronový plyn v elektrickém a magnetickém poli. Magnetovodivost. Elektromagnetické vlny v kovu: dielektrická funkce a odrazivost kovu, plazmonové polaritony.
Část 3 .Plazmové oscilace a stínění, elektron-elektronové srážky. Relaxační doba, Matthiessenovo pravidlo. Magnetismus elektronů v kovu.
6. Pásová struktura
Část 1. Dvě cesty k pásům. Elektron v periodickém poli: Blochův teorém a Blochovy funkce. Původ zakázaného pásu. Pásová schémata. Kovy, izolanty, polovodiče. Příklady pásových struktur.
Část 2. Pásová struktura a optická absorpce: přímé a nepřímé přechody. Dynamika Blochova elektronu ve vnějším poli.
7. Magnetismus. Magnetické vlastnosti atomů: diamagnetismus a paramagnetismus. Atom v magnetické poli. Magnetické vlastnosti pevných látek. Atomy v krystalovém poli. Curieho paramagnetismus atomů. Pauliho paramagnetismus volných elektronů. Elektronová spinová rezonance. Feromagnetismus a antiferomagnetismus. Výměnná interakce. Spinové vlny: magnony. Magnetický rozptyl neutronů. Antiferomagnetismus.
Cvičení