Хорариум: 30 + 0 + 0 = 30 часа
Кредити (ECTS): 2,0
Лектор: доц. д-р Евгения Вълчева
Анотация:
Курсът е предназначен за бакалаври по специалността Фотоника и лазерна физика. Физиката на кондензираната материя (ФКМ), обхващаща значителна част от съвременната физика, е богата на разнообразни и интересни физични явления. Тя се обособи като научна област на основата на физиката на твърдото тяло. В тесен смисъл под физика на твърдото тяло се разбира физика на кристалите. Развитието на схващанията ни, че взаимодействията, които изграждат кристалните и аморфните вещества, имат еднаква физична основа, доведе до оформянето на по-широко понятие – кондензирана материя, обхващаща кристални и аморфни твърди тела, течности, течни кристали, биологични структури. Тези кондензирани среди се характеризират със силно взаимодействие между частиците, имащо предимно електростатичен произход и определящо колективния характер на процесите, със стабилността на външната си форма при нормални условия и характера на своите свойства. Те имат голямо приложение в съвременната микро- и нано-електроника, оптоелектроника, фотоника и техника.
По време на четенето на курса на студентите се предлага 1 тема, предназначена за самостоятелна работа върху части от прочетения материал. Студентите защитават своята работа чрез събеседване с преподавателя и получават оценка.
Предварителни изисквания:
- Математически анализ
- Електродинамика
Програма на курса:
- Геометрия на кристалната решетка: Решетки на Браве - класификация. Елементарна клетка. Права и обратна решетка. Зони на Брилуен. Точкови и пространствени групи на симетрия. Елементи и операции на симетрия.Теореми за съчетаване на операциите на симетрия. Кристалографски категории, сингонии, избор на кристалографските оси. Класове на симетрия: общи определения и символика. Принцип на Нойман. (5 уч.часа)
- Структура на кристалите: Видове химична връзка. Плътна опаковка на сфери при кристални структури. Дефекти в кристалната решетка. Експерименални методи за изследване на кристалната структура. Дифракция на вълни в кристали. Атомен и структурен фактор. (2 уч.часа)
- Анизотропия на свойствата на кристалите. Матрично представяне на операциите на симетрия. Физични свойства, описвани с тензори; диелектрични и магнитни свойства, напрежения и деформации, еластичност. (2 уч.часа)
- Двойно лъчепречупване и поляризация на светлината в кристалите. Оптична индикатриса. Елопсоид на Френел; уравнение на Френел. Електрооптичен ефект. Фоторефрактивен ефект. Пиезоелектричен ефект. (2 уч.часа)
- Аморфни вещества: Близко и далечно подреждане, спинови стъкла, модели и стабилност на твърдото аморфно състояние. Течни кристали: Класификация, структура, дефекти и текстури в течни кристали, приложения. (2 уч.часа)
- Полимери: Дължина на отделен полимерен сегмент, полимерни взаимодействия, разтягане и свиване на полимер, полимерни разтвори. (2 уч.часа)
- Трептения на атомите в кристална решетка. Квантова теория на трептенията на атомите в кондензирани среди. Фонони. Взаимодействие на фонони с вълни и частици. (1 уч.час)
- Свойства на кондензираните среди, свързани с фононите: Специфична топлина. Модели на Айнщайн и Дебай. Топлинно разширение. Фононна топлопроводност. Плазмони; поляритони. (1 уч.час)
- Основи на зонната теория: Едноелектронно приближение. Теорема на Блох. Разрешени и забранени енергетични зони. Модел на Крониг-Пени. Изоенергетични повърхнини; ефективна маса на електроните. Плътност на състоянията. Статистика на електроните в кондензирани среди. Дупки. (4 уч.часа)
- Свойства и явления, свързани със зонната структура: метали, диелектрици и полупроводници. Зонна структура на някои полупроводници (ПП). Електронни състояния на примеси и дефекти в ПП. Неравновесни носители на заряд в ПП. Генерация и рекомбинация. (3 уч.часа)
- Оптични свойства: Междузонни оптични преходи. Преки и непреки преходи. Примесно поглъщане. Екситони, екситонно поглъщане. Оптични свойства на течни кристали и аморфни твърди тела. Методи за измерване на някои оптични свойства. (2 уч.часа)
- Контакни явления в метали и полупроводници. Хетероструктури. Нискоразмерни структури и ефекти на квантово ограничение: Квантови ями и свръхрешетки. (3 уч.часа)
Формата на контрол е изпит
Основна литература:
- А. Апостолов, Физика на кондензираната материя, Университетско издателство, София, 2000.
- И. Лалов, В.Дечева, Физика на кондензираната материя, Университетско издателство, София, 2005.
- М. Борисов, К. Маринова, К. Германова, Увод във физиката на твърдото тяло – I и II част, София, 1978.
- Ch. Kittel, Introduction to Solid State Physics, New York, John Willey&Sons, 1995 (Ч. Киттель, Введение в физику твердого тела, Москва, “Наука”, 1978). достъпна онлайн на адрес: http://elearning-phys.uni-sofia.bg/~epv/
- E. Вълчева, Лекции към курса поФизика на кондензираната материя, достъпни онлайн на адрес: http://elearning-phys.uni-sofia.bg/~epv/
Допълнителна литература:
- 4. M. P. Marder, Condensed Matter Physics, New York, John Willey&apm;Sons, 2000.
- P. M. Chaikin and T. C. Lubensky, Principles of condensed mаtter physics, Cambridge, University Press, 1995.
- A. Ishihara, Condensed Matter Physics, NY, Oxford, 1991.
- J. M. Ziman, Principles of the Theory of Solids, Cambridge, University Press, 1972 (Дж. Займан, Принципы теории твердого тела, Москва, “Мир”, 1974).
Съставил програмата: доц. д-р Евгения Петрова Вълчева
26.02.2013
Вашите коментари изпращайте
тук
2014-03-31
