Fizika trdne snovi

Vpis v 3. letnik.

Struktura kristalov: Translacijska simetrija. Bravaisova in recipročna mreža. Osnovna celica. Primeri kristalnih struktur. Uklon  valovanj v kristalih. Strukturni faktor.
Elektroni v trdnih snoveh: Kovine in model prostih elektronov. Specifična toplota kovin. Drudejev model prevodnosti. Elektronska stanja v periodičnem potencialu, Blochove funkcije. Elektronski pasovi v približkih skoraj prostih elektronov in tesne vezi. Gostota elektronskih stanj. Gibalne enačbe in efektivna masa elektronov. Kovine in izolatorji. Kemijska vez v trdnih snoveh.
Polprevodniki: Nedopirani polprevodniki. Elektroni in vrzeli. Donorska in akceptorska stanja. Nehomogeni polprevodniki. p-n stik: zaporna plast in difuzijska dolžina. Karakteristika diode. Polprevodniški elementi. Kontakt kovina-polprevodnik.
Nanofizika: Dvodimenzionalni elektronski plin. Upornost balističnega prevodnika. Kvantizacija prevodnosti.
Mrežna nihanja: Klasična lastna nihanja kristalne mreže. Kvantizacija nihanj - fononi. Mrežni prispevek k specifični toploti. Anharmonski efekti.

C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, John Wiley, 2005.
N. W. Ashcroft, N. D. Mermin, Solid State Physics, Holt, Rinehart and    Winston, 1976.
J. R. Hook, H.E. Hall: Solid State Physics, John Wiley, 1991.

Osnovno razumevanje simetrijskih elektronskih in  termodinamskih lastnosti trdnih snov in njihove tehnološke uporabe.

Znanje in razumevanje
Razumevanje strukture, elektronskih in mrežnih nihajnih stanj v trdnih snoveh. Osnovne lastnosti kovin, izolatorjev in polprevodnikov. Polprevodniški elementi kot osnova uporabne elektronike.
Uporaba
Pridobljeno znanje omogoči osnovno razumevanje lastnosti trdnih snovi. Je podlaga za poglobljen študij trdnih snovi in njihove uporabe v elektroniki in sodobni tehnologiji.
Refleksija
Primer uporabe teoretičnih osnov simetrije, kvantne mehanike in statistične fizike kot za obravnavo in opis lastnosti trdnih snovi.
Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet
Prehod od teoretičnih fizikalnih predmetov k razumevanju osnovnih lastnosti trdnih snovi in njihove tehnološke uporabe.

Predavanja, računske vaje, domače naloge in konzultacije.

Pisni izpit. Namesto pisnega izpita lahko opravljen kolokvij iz vaj.
Ustni izpit
(ocene: 5 (negativno), 6-10 (pozitivno), ob upoštevanju Statuta UL)

1. VIDMAR, Lev, BON A, Janez, TOHYAMA, Takami, Č and MAEKAWA, Sadamichi, Quantum
   Dynamics of a Driven Correlated System Coupled to Phonons, Phys. Rev. Lett. 107, 246404-1- 246404-4
   (2011).
2. MIERZEJEWSKI, Marcin, BONČA, Janez, PRELOVŠEK, Peter. Integrable Mott insulators driven by a
   finite electric field. Phys. Rev. Lett., 107, 126601-1-126601-4, (2011).
3. MIERZEJEWSKI, Marcin, VIDMAR, Lev, BONČA, Janez, PRELOVŠEK, Peter. Nonequilibrium
   quantum dynamics of a charge carrier doped into a Mott insulator. Phys. Rev. Lett. 106, 196401-1-
   196401-4 (2011).
4. VIDMAR, Lev, BON A, Janez, MIERZEJEWSKI, Marcin, PRELOVŠEK, Peter, Č TRUGMAN, Stuart A.
   Nonequilibrium dynamics of the Holstein polaron driven by an external electric field. Phys. Rev., B 83,
   134301-1-134301-7 (2011).
5. VIDMAR, Lev, BONČA, Janez, MAEKAWA, Sadamichi, TOHYAMA, Takami. Bipolaron in the t-J
   model coupled to longitudinal and transverse quantum lattice vibrations. Phys. Rev. Lett. 103, 186401
   (2009).
6. BONČA, Janez, MAEKAWA, Sadamichi, TOHYAMA, T. Numerical approach to the low-doping
   regime of the t-J model. Phys. Rev. B 76, 035121 (2007).