Kursen inleds med en genomgång av kristallers uppbyggnad samt bestämning av kristallstruktur med röntgendiffraktion. Kursen behandlar i huvudsak elektriska och termiska egenskaper hos kristallina grundämnen samt dessa egenskapers beroende av olika variabler som t.ex. temperatur. Frielektronmodellen introduceras för att beskriva enklare metallers elektriska och termiska egenskaper medan bandstrukturmodeller måste introduceras för mer komplicerade metaller och för halvledare. Även dopade halvledare behandlas och några halvledartillämpningar beskrivs. Gitterdynamik beskrivs genom införandet av fononbegreppet. Debyemodellen används för att beskriva värmekapacitet, volymutvidgning och värmeledningsförmåga hos isolatorer. Andra fenomen som studeras är magnetism, supraledning och lågdimensionella system. I kursen ingår obligatoriska laborationer.
Förväntade studieresultat
Efter genomgången kurs ska den studerande kunna:
- beskriva kristallstrukturen för de vanligaste kubiska och hexagonala strukturerna,
- beräkna reciproka gitterparametrar för kubiska strukturer,
- redogöra för uppkomsten av tillåtna och förbjudna energinivåer för partiklar och vågor i gitter,
- beräkna elektriska transportegenskaper hos metaller och halvledare utifrån frielektron- och bandstrukturmodeller,
- kvalitativt beskriva effekten av föroreningar och kristallfel på ovan nämnda egenskaper,
- beräkna värmekapaciteten utifrån Debyemodell och frielektronmodell,
- förklara uppkomsten av olika typer av magnetism samt utföra enklare beräkningar av magnetisk susceptibilitet,
- kvalitativt förklara uppkomsten av supraledning,
- analysera och diskutera mätdata utifrån teoretiska modeller,
- sammanfatta, presentera och kommunicera resultat från experiment.
Behörighetskrav
Univ: För tillträde till kursen krävs Statistisk fysik 1 (5FY076, 4,5 hp) eller motsvarande kunskaper.
Undervisningens upplägg
Undervisningen bedrivs i form av lektionsundervisning, räkneövningar samt handledning vid laborationer.
Examination
Kunskapsredovisningen sker normalt genom ett skriftligt prov vid kursens slut samt genom muntliga eller skriftliga redovisningar i samband med laborationer och räkneövningar. På muntliga och skriftliga redovisningar sätts betyget Underkänd (U) eller Godkänd (G). På det skriftliga provet sätts betyget Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) samt Med beröm godkänd (5).
På hela kursen ges något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) samt Med beröm godkänd (5). För att bli godkänd på hela kursen krävs att muntliga och skriftliga redovisningar är godkända samt att det skriftliga provet är godkänt. Den som godkänts i ett prov får ej undergå förnyat prov för högre betyg.
En student som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (HF 6 kap. 22 §). Begäran om ny examinator ställs till styrelsen för Institutionen för fysik.
TILLGODORÄKNANDE
Tillgodoräknande prövas individuellt.
Litteratur
Giltig från:
2008 vecka 2
Solid state physics Ashcroft Neil W., Mermin N. David Philadelphia : Saunders College ;a Tokyo :b Holt-Saunders : cop. 1976 : 826 s. : ISBN: 0-03-083993-9 (Saunders College) Se Umeå UB:s söktjänst Läsanvisning: (används inom halvfartsvarianten mars-juni).
Alternativt
Solid state physics Hook John R., Hall Henry Edgar 2. ed. : Chichester : Wiley : 1991 : xxi, 474 s. : ISBN: 0-471-92804-6 (inb.) Se Umeå UB:s söktjänst Läsanvisning: (används inom helfartsvarianten februari-mars).
