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.
Mrežna nihanja: Klasična lastna nihanja kristalne mreže. Kvantizacija nihanj - fononi. Mrežni prispevek k specifični toploti. Anharmonski efekti.

Električna lastnosti izolatorjev, dielektrična konstanta in mrežna nihanja ionskih kristalov.

Elektronsko fononska sklopitev, Holsteinov model

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)

Janez Bonča:

1. KOVAČ, Klemen, GOLEŽ, Denis, MIERZEJEWSKI, Marcin, BONČA, Janez. Optical manipulation of bipolarons in a system with nonlinear electron-phonon coupling. Physical review letters online. [Online ed.]. 2024, vol. 132, art. 106001, 6 str. ISSN 1079-7114. DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.106001.

2. KRAJEWSKI, Bartosz, VIDMAR, Lev, BONČA, Janez, MIERZEJEWSKI, Marcin. Restoring ergodicity in a strongly disordered interacting chain. Physical review letters. [Print ed.]. 2022, vol. 129, iss. 26, str. 260601-1-260601-7, ilustr. ISSN 0031-9007. DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.260601.

3. MIERZEJEWSKI, Marcin, PRELOVŠEK, Peter, BONČA, Janez. Einstein relation for a driven disordered quantum chain in the subdiffusive regime. Physical review letters . [Print ed.]. 2019, vol. 122, iss. 20, str. 206601-1-206601-7, DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.206601 .

4. LEMUT, Gal, MIERZEJEWSKI, Marcin, BONČA, Janez. Complete many-body localization in the t-J model caused by a random magnetic field. Physical review letters . [Print ed.]. 2017, vol. 119, iss. 24, str. 246601-1-246601-6, DOI: 10.1103/PhysRevLett.119.246601 .

5. KOGOJ, Jan, MIERZEJEWSKI, Marcin, BONČA, Janez. Nature of bosonic excitations revealed by high-energy charge carriers. Physical review letters . [Print ed.]. 2016, vol. 117, iss. 22, str. 227002-1-227002-5, DOI: 10.1103/PhysRevLett.117.227002 .

6. DAL CONTE, S., VIDMAR, Lev, GOLEŽ, Denis, BONČA, Janez, et al. Snapshots of the retarded interaction of charge carriers with ultrafast fluctuations in cuprates. Nature physics . 2015, vol. 11, no. 5, str. 421-426, http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3265.html , DOI: 10.1038/nphys3265 .