Questo insegnamento offre una panoramica delle proprieta' elettroniche nei solidi, fornendo i principali fondamenti
Il corso si propone di fornire i fondamenti della fisica dei solidi, con particolare attenzione alle proprietà elettroniche.
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.
- 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
* 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).
MAURA SASSETTI (Presidente)
FABIO CAVALIERE
RICCARDO FERRANDO
FISICA DELLA MATERIA 2
Esame scritto e orale
