CODICE 66800 ANNO ACCADEMICO 2016/2017 CFU 6 cfu anno 2 FISICA 9012 (LM-17) - 6 cfu anno 1 FISICA 9012 (LM-17) - SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE FIS/03 LINGUA Italiano SEDE PERIODO 2° Semestre PROPEDEUTICITA Propedeuticità in ingresso Per sostenere l'esame di questo insegnamento è necessario aver sostenuto i seguenti esami: FISICA 9012 (coorte 2016/2017) FISICA DELLA MATERIA 2 61844 2016 FISICA TEORICA 61842 2016 METODI MATEMATICI DELLA FISICA 2 61843 2016 FISICA NUCLEARE, DELLE PARTICELLE E ASTROFISICA 2 61847 2016 FISICA 9012 (coorte 2015/2016) FISICA DELLA MATERIA 2 61844 2015 FISICA TEORICA 61842 2015 METODI MATEMATICI DELLA FISICA 2 61843 2015 FISICA NUCLEARE, DELLE PARTICELLE E ASTROFISICA 2 61847 2015 PRESENTAZIONE Il corso fornisce una base teorica per comprendere le molteplici proprietà di trasporto presenti nei sistemi quantistici e nei nanodispositivi. OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI Il corso fornisce una base teorica per comprendere le proprietà di trasporto presenti nei nanodispositivi. Obiettivo principale è fornire un quadro esaustivo della fisica dei sistemi mesoscopici, evidenziando aspetti quantistici quali l'interferenza e la quantizzazione. OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) L'obiettivo principale è quello di fornire le basi per comprendere la fisica dei sistemi quantistici fuori equlibrio evidenziando aspetti quantistici fondamentali quali la coerenza, la dissipazione, l'interferenza e la quantizzazione. MODALITA' DIDATTICHE Lezioni frontali alla lavagna, corredate anche da presentazioni con slides relative alle misure sperimentali PROGRAMMA/CONTENUTO Nella prima parte del corso si presentano alcuni aspetti di carattere più generale relativi alla trattazione teorica di fenomeni fuori equilibrio. Nella seconda parte vengono illustrati molteplici aspetti strettamente legati ai sistemi a dimensionalità ridotta con particolare riferimento alle proprieta' di trasporto in nanodispositivi. - Teoria della risposta lineare e funzioni di Green. Evoluzione temporale della matrice denità fuori equilibrio. Esempi - Processi di scattering nei solidi, lunghezze di scala nel regime mesoscopico trasporto ballistico e diffusivo. - Eterostrutture a semiconduttore. Creazione del gas elettronico bidimensionale. Isolanti topologici. - Fili quantici e punti di contatto: aspetti tecnologici e descrizione teorica. o Quantizzazione della conduttanza in fili quantici. Conduttanza a due e quattro terminali e relative misure. Formula di Landauer per trasporto in presenza di barriere di potenziale. - Effetto Aharonov-Bohm e relativi esperimenti su nano-anelli. - Nanotubi di carbonio: proprieta' elettroniche, misure sperimentali di trasporto. - Effetto Hall quantistico intero: aspetti classici, descrizione quantistica, livelli di Landau. o Allargamento delle bande in presenza di disordine, spiegazione dei plateaux nella resitenza. o Stati di bordo nell'effetto Hall intero o Cenni all'effetto Hall frazionario e alle statistiche frazionarie - Quantum dots: aspetti tecnologici e descrizione teorica. o Equazioni maestre per il trasporto in regime fuori equilibrio e rate di tunneling. o Proprietà di trasporto e transistor a singolo elettrone. - Isolanti Topologici: aspetti fenomenologici e proprietà di trasporto con riferimento alla spintronica. TESTI/BIBLIOGRAFIA LIBRI CONSIGLIATI COME SUPPORTO PER LE DIVERSE PARTI DEL CORSO * H. Bruus, K. Flensberg, "Many-body Quantum Theory in Condensed Matter Physics" Oxford University Press (2004). * G.F. Giuliani, G. Vignale. "Quantum theory of the electron liquid"". Cambridge University Press (2005). * Y.V. Nazarov, Y.M. Blanter. "Quantum Transport. Introduction to Nanoscience". Cambridge University Press (2009). * T. Ihn. "Semiconductor Nanostructures" Oxford University Press (2010). * J.H. Davies, "The Physics of low-dimensional semiconductors", Cambridge Press (1998). DOCENTI E COMMISSIONI MAURA SASSETTI Commissione d'esame MAURA SASSETTI (Presidente) FABIO CAVALIERE NICODEMO MAGNOLI LEZIONI Orari delle lezioni SISTEMI MESOSCOPICI E NANODISPOSITIVI ESAMI MODALITA' D'ESAME Esame orale
