Бакалавриат
2022/2023
Энергетические спектры электронов в кристаллах
Лучший по критерию «Полезность курса для Вашей будущей карьеры»
Лучший по критерию «Полезность курса для расширения кругозора и разностороннего развития»
Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»
Статус:
Курс по выбору (Физика)
Направление:
03.03.02. Физика
Где читается:
Факультет физики
Когда читается:
3-й курс, 4 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Охват аудитории:
для своего кампуса
Преподаватели:
Шовкун Дмитрий Владимирович
Язык:
русский
Кредиты:
3
Контактные часы:
36
Программа дисциплины
Аннотация
Курс служит базовой основой для понимания электронных свойств твёрдых тел. Изучение простейшей модели движения электрона в периодическом потенциале кристаллической решетки позволяет ввести основные понятия физики металлов и полупроводников. Основа курса традиционна для всех вводных курсов по теории твердого тела, однако в курсе будут рассмотрены современные достижения: дираковский спектр электронов в графене, топологические изоляторы и геликоидальные состояниях в них, Вейлевские полуметаллы.
Цель освоения дисциплины
- формирование у студентов профессиональных компетенций в области физики конденсированных сред
- приобретение студентами навыков самостоятельной работы
- формирование подходов, основанных на полученных знаниях, позволяющих проводить научные исследования и анализировать полученные результаты
- развитие умений, позволяющих развивать качественные и количественные физические модели электронных процессов в твердых телах
Планируемые результаты обучения
- Знать фундаментальные понятия физики твердого тела: электронные энергетические зоны, деление на металлы, полупроводники и диэлектрики, квазичастицы в металлах и полупроводниках, типичные примеры структуры электронных зон полупроводников, поверхности Ферми в металлах, динамика электронов в металлах и полупроводниках.
- Приобрести опыт постановки и исследования физических задач по физике конденсированных сред; критической оценки применимости используемых методов; анализа результатов, получаемых в ходе научно-исследовательской работы.
- Уметь пользоваться полученными знаниями для решения экспериментальных и теоретических задач, делать качественные выводы при получении новых результатов исследований, производить оценки параметров и характеристик материалов.
Содержание учебной дисциплины
- Электрон в периодическом потенциале.
- Зонная структура классических полупроводников.
- Энергетические спектры металлов и поверхность Ферми.
- Электронные спектры в двумерных системах
- Динамика электрона во внешних электрическом и магнитном полях в кристаллической решетки.
- Бесщелевые полупроводники и топологические изоляторы.
Элементы контроля
- Домашнее заданиеЕженедельные домашние задания. Оценки по всем формам контроля (ОДЗ, Окр1, Окр2, ОКР, Онакоп, Осеместр) выставляются по 10-ти балльной шкале (в случае необходимости применяется арифметическое округление до ближайшему целому).
- Контрольная работаОценка за контрольные работы ОКР рассчитывается как среднее арифметическое оценок за две контрольные работы:
- Экзаменустный экзамен (в конце 4-го модуля), состоящий из тестирования по основным формулам курса и ответа по билету (ответ по билету происходит после успешного прохождения тестирования).
Промежуточная аттестация
- 2022/2023 учебный год 4 модуль0.3 * Контрольная работа + 0.3 * Домашнее задание + 0.4 * Экзамен
Список литературы
Рекомендуемая основная литература
- Введение в теорию полупроводников : учеб. пособие для вузов, Ансельм, А. И., 2008
- Принципы теории твердого тела : пер. со второго английского издания, Займан, Дж., 1974
- Физика твердого тела. Т.1: ., Ашкрофт, Н., 1979
- Физика твердого тела. Т.2: ., Ашкрофт, Н., 1979
Рекомендуемая дополнительная литература
- Абрикосов, А. А. Основы теории металлов : учебное пособие / А. А. Абрикосов. — 2-е изд. — Москва : ФИЗМАТЛИТ, 2010. — 600 с. — ISBN 978-5-9221-1097-6. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/2093 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.