Fasta tillståndets fysik II

5 poäng

Kursplan, C-nivå, 1TG110

Kursen är avvecklad.

Kod: 1TG110
Nivå: C
Ämne(n): Fysik
Betygsskala: Med beröm godkänd (5), Icke utan beröm godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd (U)
Fastställd av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden, 1 juni 2005
Ansvarig institution: Institutionen för teknikvetenskaper

Behörighetskrav

Fasta tillståndets fysik I.

Syfte

Efter fullgjord och godkänd kurs skall deltagarna kunna:

redogöra för sambandet mellan ett kristallint ämnes elektronstruktur och dess betydelse för magnetiska, dielektriska och optiska egenskaper

beskriva mekanismerna för ledning av elektrisk ström och värme i fasta kroppar.

bedöma giltigheten för, samt använda, några standardmodeller för kvantitativa beräkningar. I första hand för magnetisering och dess temperaturberoende, dielektricitetsfunktionen och dess frekevensberoende, samt temperaturberoendet hos den elektriska ledningsförmågan och värmeledningsförmågan hos metaller och halvledare.

Innehåll

Dielektriska och optiska egenskaper:

Källor till polarisation i olika frekvensområden.

Inre fält och depolarisation.

Clausius-Mosottis relation. Ferro-

och piezoelektricitet, fasövergångar.

Komplex optisk formalism. Vågekvation och

dispersionsrelation. Fresnels ekvationer för ett

gränsskikt. Oscillatormodeller för optisk

polarisation.

Drudemodellen för ljusets växelverkan med metaller.

Magnetism

Paramagnetism: Brillouin funktionen, Curies och

Paulis lagar, kvävning.

Ferromagnetism: Utbytesväxelverkan, Stoners

kriterium, Heisenbergmodellen och Curie-Weiss lag.

Mättnadsmagnetiseringens temperaturberoende.

Ferromagnetisk anisotropi och domänbildning.

Avmagnetisering och den magnetiska kretsen.

Magnetiseringsdiagram. Ferri- och

antiferromagnetism.

Supraledning

Supraledningens termodynamik. Londonekvationen,

supraledning i tunna filmer.

Supraledarens energigap. Orientering om BCS-

teorin. Supraledare typ II, magnetisk

flödeskvantisering och supraledande

tunnelfenomen.

Transportegenskaper

Boltzmannekvationen,

elektrongasens elektriska och termiska

ledningsförmåga, samt effekter av temperatur

och föroreningar i

metaller och halvledare. Matthiessens och

Lindes regler samt Wiedeman-Franz lag.

Termoelektriska effekter och Peltierkylning.

Projekt

Kursdeltagarna utför i arbetsgrupper ett experimentellt projekt inom ett av kursens fyra huvudområden. Innan mätuppgiften utföres skall en förstudie göras och redovisas i en rapport. Mätningarna utföres i första hand på halv dag enligt schema. Projektet rapporteras sedan skriftligt och muntligt.

Undervisning

Föreläsningar, räkneövningar och projektarbete med stöd av handledare.

Examination

Godkänd projektrapport och skriftlig tentamen

vid kursens slut.

Litteraturlista

Litteraturlista giltig från och med vårterminen 2005