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FISICA DELLO STATO SOLIDO AVANZATA

CODICE 90484
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
CFU
  • 6 cfu al 1° anno di 11430 SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI (LM SC.MAT.) - GENOVA
  • SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE FIS/03
    LINGUA Italiano
    SEDE
  • GENOVA
  • PERIODO 1° Semestre
    MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

    PRESENTAZIONE

    Il corso si prefigge di coprire argomenti avanzati di Fisica dello Stato Solido facendo riferimento alle proprietà dello stesso a livello atomico. In particolare, lo studente vedrà come la struttura a bande e la densità degli stati influenza fenomeni quali le proprietà di trasporto, le proprietà ottiche, il magnetismo e la superconduttività.

    OBIETTIVI E CONTENUTI

    OBIETTIVI FORMATIVI

    L’insegnamento si prefigge di approfondire i concetti relativi alla descrizione dei solidi cristallini introdotti nel corso introduttivo, nonché di descrivere i principali metodi sia sperimentali (diffrazione, microscopie, spettroscopie) che teorici (pseudopotenziali, teoria del funzionale densità) utilizzati per la descrizione dei solidi. In particolare, il corso evidenzierà la relazione tra le proprietà dielettriche e magnetiche con la struttura a bande. Verranno introdotte le eccitazioni vibrazionali, elettroniche e magnetiche. La correlazione nel moto degli elettroni verrà discussa in riferimento al fenomeno della superconduttività. Verrà illustrato l’effetto dei difetti sulle proprietà fisiche. Verranno discusse le approssimazioni e le schematizzazioni usate per modellizzare e descrivere i solidi ed i loro limiti. Si introdurranno anche le principali metodologie di crescita, trattamento e sintesi di cristalli.

    OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

    Il corso evidenzierà la relazione tra le proprietà dielettriche e magnetiche con la struttura a bande. Verranno introdotte le eccitazioni vibrazionali, elettroniche e magnetiche. La correlazione nel moto degli elettroni verrà discussa in riferimento al fenomeno della superconduttività. Verrà illustrato l’effetto dei difetti sulle proprietà fisiche. Verranno discusse le approssimazioni e le schematizzazioni usate per modellizzare e descrivere i solidi ed i loro limiti. Si introdurranno anche le principali metodologie di crescita, trattamento e sintesi di cristalli.

    PREREQUISITI

    Il corso elementare di Fisica dello Stato Solido offerto nella laurea triennale

    MODALITA' DIDATTICHE

    Lezioni frontali ed esperienze di laboratorio

    PROGRAMMA/CONTENUTO

    Evidenza dell'importanza della meccanica quantistica per la descrizione dei Solidi. Contributi del reticolo e degli elettroni alla capacità termica. Il reticolo cristallino e sue conseguenze sul trasporto di corrente elettrica e di calore.  Lo spettro fononico e la densità degli stati per i principali solidi. La struttura a bande per metalli, semicondiuttori e isolanti, modello di elettroni quasi liberi e di legame forte. Modelli teorici per il calcolo della struttura a bande. Mdtodo del funzionale densità. La superficie di Fermi e la densità degli stati all'energia di Fermi. Proprietà ottiche ed eccitazioni elettroncihe. Effetto della struttura a bande per comprendere le proprietà magnetiche e il ferromagnetismo. Modello di Hubbard e criterio di Stones. Introduzione ai fenomeni di superconduttività..  

    TESTI/BIBLIOGRAFIA

    Lecture Notes for Solid State Physics S.H. Simon, 

    Solid State Physics H. Ibach and H Lueth Springer Verlag

    DOCENTI E COMMISSIONI

    LEZIONI

    Orari delle lezioni

    L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

    L'esame si svolge con modalità orale. Lo studente preparerà una breve presentazione su un argomento avanzato di sua scelta e quindi risponderà a domande su tutti gli argomenti del corso

    MODALITA' DI ACCERTAMENTO

    Si accerterà la preparazione degli studenti dalle relazioni di laboratorio, dalla presentazione e da come risponde alle domande durante l'esame orale