CODICE 61844 ANNO ACCADEMICO 2016/2017 CFU 8 cfu anno 1 FISICA 9012 (LM-17) - SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE FIS/03 LINGUA Italiano SEDE PERIODO 1° Semestre PROPEDEUTICITA Propedeuticità in uscita Questo insegnamento è propedeutico per gli insegnamenti: FISICA 9012 (coorte 2016/2017) METODI DI SIMULAZIONE APPLICATI ALLA FISICA 72567 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) MATERIALI E DISPOSITIVI PER L'ELETTRONICA 62421 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) SISTEMI MESOSCOPICI E NANODISPOSITIVI 66800 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) LABORATORIO DI BIOFISICA 62739 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) NANOSTRUTTURE 62744 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) FISICA DELLO STATO SOLIDO 61861 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) LABORATORIO DI FISICA DELLA MATERIA (6 CFU) 61862 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) FISICA DELLA MATERIA SOFFICE 61863 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) LABORATORIO DI FISICA DELLE INTERAZIONI FONDAMENTALI E ASTROFISICA 61868 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) TEORIA DELLE FORZE NUCLEARI 61870 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) FISICA NUCLEARE APPLICATA 61871 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) FISICA DELLE PARTICELLE ELEMENTARI 2 62422 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) FISICA E STATISTICA MEDICA 67074 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) FISICA DELL'OCEANO 68875 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) FISICA DELLE PARTICELLE ELEMENTARI 1 61872 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) FISICA DELLE ASTROPARTICELLE 61873 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) FONDAMENTI DI ASTROFISICA E COSMOLOGIA 61874 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) RELATIVITA' GENERALE 61875 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) TEORIA DEI CAMPI 61876 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) LABORATORIO DI TERMODINAMICA AVANZATA 62424 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) TEORIA DEI GRUPPI 63662 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) FISICA STATISTICA 61867 FISICA 9012 (coorte 2016/2017) ELETTRONICA APPLICATA 68873 PRESENTAZIONE Questo insegnamento offre una panoramica delle proprieta' elettroniche nei solidi, fornendo i principali fondamenti OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI Il corso si propone di fornire i fondamenti della fisica dei solidi, con particolare attenzione alle proprietà elettroniche. OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) Fornire gli elementi di base per la comprensione della dinamica degli elettroni e delle principali proprietà magnetiche nei solidi, con cenni alla superconduttività e alle basi del funzionamento del laser. PROGRAMMA/CONTENUTO - Strutture cristalline Reticoli di Bravais, reticolo reciproco - Bande elettroniche nei cristalli Approssimazione a singolo elettrone Teorema di Bloch e sue implicazioni Modello ad elettroni quasi liberi, bande e gap di energia Occupazione delle bande: isolanti e metalli Esempi (metalli e isolanti in 3D, grafene 2D, nanotubi di carbanio 1D) - Proprietà dinamiche e di trasporto Moto semiclassico, velocità di gruppo e massa efficace Dinamica in presenza di campi esterni Processi di scattering e conducibilità elettrica nei metalli - Semiconduttori Concetto di lacuna Semiconduttori intrinseci, statistica dei portatori, mobilità Semiconduttori estrinseci, legge di azione delle masse Proprietà di trasporto: corrente di deriva e di diffusione Processi di ricombinazione e generazione Giunzione pn all'equilibrio, piegamento delle bande Giunzione pn polarizzata, caratteristica corrente-voltaggio del diodo - Magnetismo Definizione statistica della magnetizzazione, Hamiltoniana in campo magnetico Diamagnetismo e paramagnetismo, legge di Curie, regole di Hund Ferromagnetismo: modello di Weiss, interazione di scambio, Hamiltoniana di Heisenberg, campo medio. - Superconduttività Aspetti fenomenologici: proprietà elettriche e magnetiche e termodinamiche Equazione di London Cenni alla teoria microscopica BCS, condensato di coppie di Cooper - Laser Interazione radiazione materia: emissione e assorbimento, coefficienti di Einstein, allargamento delle righe spettrali Principi di azione del laser: inversione di popolazione e guadagno. Schema di pompaggio a tre livelli. Cavità risonanti. Realizzazione pratica di alcuni tipi di laser: laser a stato solido, laser a gas, laser a semiconduttore TESTI/BIBLIOGRAFIA * C. Kittel "Introduzione alla Fisica dello Stato Solido", Casa Editrice Ambrosiana (2008). * G. Grosso and G. Pastori-Parravicini "Solid State Physics", Academic Press (2000). * S. Blundell "Magnetism in Condensed Matter", Master Series in Condensed Matter Physics, Oxford University Press (2001). * O. Svelto "Principles of Lasers" Fourth Edition, Springer (1998). DOCENTI E COMMISSIONI MAURA SASSETTI Commissione d'esame MAURA SASSETTI (Presidente) FABIO CAVALIERE RICCARDO FERRANDO LEZIONI Orari delle lezioni FISICA DELLA MATERIA 2 ESAMI MODALITA' D'ESAME Esame scritto e orale Calendario appelli Data appello Orario Luogo Tipologia Note 19/06/2017 09:00 GENOVA Scritto 17/07/2017 09:00 GENOVA Scritto 11/09/2017 09:00 GENOVA Scritto