Studiegids

nl en

Introduction to Solid State Physics

Vak 2018-2019

For English please select the English page top right

Admission Requirements

Statistical Physics 1, Quantum Mechanics 2 (in het bijzonder: Quantum Statistiek: Fermi-Dirac en Bose-Einstein statistiek, het vrije elektronengas)

Description

Deze cursus geeft een inleiding op de Vaste Stof Fysica: de natuurkunde van alle materie in vaste vorm. In deze cursus kan je leren de materiële wereld om je heen te begrijpen en is daarom (voorlopig) het meest relevante natuurkundecollege dat je kunt volgen. Eerste stappen worden gezet naar het inzicht dat je in een korreltje roest het universum kunt vinden!

Dit onderdeel van de fysica van gecondenseerde materie is zowel toegepast (bv. in elektronica) als fundamenteel. Hier komen de quantummechanica en statistische fysica samen.

De volgende onderwerpen komen aan de orde:
* warmtecapaciteit van vaste stoffen
* elektronen in metalen
* structuur van materialen
* geometrie van vaste stoffen (kristalroosters)
* golven in kristallen (reciproke rooster)

Ten slotte wordt men in kwalitatieve zin op de hoogte gebracht van actuele (deels onbegrepen) onderwerpen binnen de Vaste Stof Fysica: (hoge-temperatuur) supergeleiding, metaal-isolator overgangen, quantum Hall effecten, topologische materie.

Course objectives

Aan het eind van de cursus kun je berekeningen en afleidingen uitvoeren m.b.t. een grote variëteit aan onderwerpen
aangaande de structuur en eigenschappen van vaste stoffen.
Verder kun je in eigen woorden vragen beantwoorden over deze onderwerpen.

In het bijzonder kun je bovenstaande vaardigheden toepassen op de volgende onderwerpen:
* waarom en hoe een klassieke beschrijving van atomen en elektronen (Boltzmann, Drude theorie) vervangen moet worden door een quantummechanische (Einstein/Debije, Sommerfeld theorie)
* waarom en hoe roostertrillingen (fononen) en elektronen bijdragen aan de warmtecapaciteit van materialen
* (drie-dimensionale) kristallen in termen van roosters (eenheidscel) en reciproke roosters (Brillouin zones)
* golven in roosters en hun verstrooiing daaraan
* elektronen in periodieke potentiaal (Bloch theorema, bandenstructuur, metaal/isolator)

Algemene Vaardigheden (Soft Skills)

  • Je kunt redeneringen helder op papier zetten
  • je plant jouw tijd zodanig dat je studielast verdeeld is over de verschillende studieactiviteiten die bij dit vak nodig zijn: bestuderen van het tekstboek, voorbereiden en uitwerken van werkcolleges

Timetable

Rooster

Mode of instruction

Hoorcolleges, werkcolleges, huiswerk

Assessment method

Schriftelijk tentamen (gesloten boek) met open vragen. Door adequate deelname aan het werkcollege kan een bonus van maximaal 1 punt bovenop het tentamencijfer worden verdiend.

Blackboard

Blackboard wordt gebruikt voor informatie over de cursus en het ter beschikking stellen van de werkcollegeopgaven en hun oplossingen.
Om toegang te hebben tot Blackboard heb je een ULCN-account nodig.Blackboard UL

Reading list

We gebruiken het boek: The Oxford Solid State Basics – Steven H. Simon (Oxford University Press, 1st edition, 2013; reprint 2016) (aanschaf verplicht), ISBN 978-0-19-968077-1 (Pbk.). Dit boek wordt ook gebruikt bij het derdejaars keuzevak Electronic Structure of Solids

Contact

Contactgegevens Docent:Dr.Peter Denteneer

Remarks