Fizyka ciała stałego

Treści merytoryczne wykładu

1. Ciało stałe, sieć krystaliczna doskonała, symetrie kryształów, sieć odwrotna. kryształy rzeczywiste, defekty sieci krystalicznej.
2. Wiązania krystaliczne: wiązanie van der Waalsa, kryształy jonowe i stała Madelunga, kryształy kowalencyjne, wiązanie wodorowe, kryształy metaliczne i energia spójności.
3. Drgania sieci krystalicznej: monoatomowy łańcuch liniowy, dwuatomowy łańcuch liniowy, drgania sieci trójwymiarowej, model drgań normalnych, widmo drgań sieci, energia i ciepło właściwe kryształu (izolatora) - model Einsteina i model Debye'a, rozszerzalność cieplna i przewodnictwo cieplne ciał stałych.
4. Stany elektronowe w kryształach: model elektronów swobodnych, rozwinięcie Sommerfelda, elektronowe ciepło właściwe, model elektronów prawie swobodnych, elektron w potencjale okresowym - twierdzenie Blocha, model silnego wiązania, prędkość i masa efektywna elektronu, dziury elektronowe, gęstość stanów elektronowych.
5. Ogólne własności półprzewodników samoistnych i domieszkowanych: materiały półprzewodnikowe, struktura pasmowa, koncentracja nośników, poziom Fermiego, ruchliwość nośników i przewodnictwo elektryczne.
6. Zjawisko Halla w metalach i półprzewodnikach.
7. Termodynamiczne podstawy równowagi fazowej i krystalizacji - funkcje stanu, pierwsza zasada termodynamiki, odwracalność procesu i entropia, potencjał chemiczny, równanie Gibbsa-Duhema, potencjały termodynamiczne, równowaga transportu masy w układzie wieloskładnikowym.
8. Wybrane modele wzrostu kryształów: termodynamiczne modele Jacksona i Temkina granicy kryształ-faza macierzysta, kinematyczne modele blokowe jako podstawa komputerowych symulacji wzrostu kryształów metodą Monte Carlo.