Kursplan för Kvantmaterial I

Quantum Materials I

Kursplan

  • 5 högskolepoäng
  • Kurskod: 1FA654
  • Utbildningsnivå: Avancerad nivå
  • Huvudområde(n) och successiv fördjupning: Materialvetenskap A1F, Fysik A1F

    Förklaring av koder

    Koden visar kursens utbildningsnivå och fördjupning i förhållande till andra kurser inom huvudområdet och examensfordringarna för generella examina:

    Grundnivå

    • G1N: har endast gymnasiala förkunskapskrav
    • G1F: har mindre än 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    • G1E: innehåller särskilt utformat examensarbete för högskoleexamen
    • G2F: har minst 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    • G2E: har minst 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav, innehåller examensarbete för kandidatexamen
    • GXX: kursens fördjupning kan inte klassificeras

    Avancerad nivå

    • A1N: har endast kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    • A1F: har kurs/er på avancerad nivå som förkunskapskrav
    • A1E: innehåller examensarbete för magisterexamen
    • A2E: innehåller examensarbete för masterexamen
    • AXX: kursens fördjupning kan inte klassificeras

  • Betygsskala: Underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4), med beröm godkänd (5)
  • Inrättad: 2021-03-04
  • Inrättad av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden
  • Reviderad: 2022-10-07
  • Reviderad av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden
  • Gäller från: HT 2022
  • Behörighet:

    120 hp i teknik/naturvetenskap. Kemisk bindning i molekyler och material och Introduktion till materialvetenskap ska vara genomgångna. Engelska 6. (Med en svensk kandidatexamen uppfylls kravet på engelska.)

  • Ansvarig institution: Institutionen för fysik och astronomi

Mål

Efter godkänd kurs ska studenten kunna:

  • känna igen och tolka kvantmekanik formulerad med hjälp av Dirac-notation
  • använda Dirac-formalism för att analysera kvantmekaniska system
  • förklara termiska egenskaper, särskilt värmekapacitet, hos fasta material
  • klassificera fasta material efter deras elektriska och transportegenskaper, baserat på elektronstruktur
  • genomföra och redovisa experiment inom fasta tillståndets fysik

Innehåll

Kvantmekanik med hjälp av Dirac formalism, bra och ket vektorer, operatorer och observabler. Harmoniska oscillatorn med stegoperatorer. Kvantmekanisk tunnling. Kvantsammanflätning och kvantoptik: laboration med "quantum eraser" och beskrivning i Dirac-formalism. Kvantmekanisk formulering av Blochfunktioner i en periodisk kristall. Reciproka rummet: reciproka rummet och Brillouinzoner, fononer och termiska egenskaper hos fasta material. Elektroner: fria elektronmodellen, Fermigas, energiband. Klassificering av material: metaller, halvledare, isolatorer.

Undervisning

Föreläsningar, lektionsövningar, seminarier och laborationer.

Examination

Inlämningsuppgifter för godkänt betyg, muntlig examination för högre betyg (4 p). Laborationer med skriftlig och muntlig redovisning (1 p).

Litteratur

Litteraturlista

Gäller från: HT 2022

I bibliotekets söktjänst kan du se om en titel finns elektroniskt.

  • Sakurai, J. J.; Napolitano, Jim. Modern Quantum Mechanics

    Third edition.: Cambridge: Cambridge University Press, 2021

    Se bibliotekets söktjänst

    Obligatorisk

  • Kittel, Charles; McEuen, Paul Introduction to solid state physics

    8. ed.: Hoboken, N.J.: Wiley, c2005

    Se bibliotekets söktjänst

    Obligatorisk