CFU
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Durata
14 Settimane
Semestre DD
Secondo
1) Gli stati elettronici nei cristalli
1.1) Caso 1D
1.1.1) Teorema di Bloch-Floquet
1.1.2) Modello di Kronig-Penney
1.1.3) Appossimazione Tight binding
1.1.3.1)Modello di Huckel per un catena chiusa
1.2) Caso 3D
1.2.1) Richiami sul reticolo diretto e sul reticolo reciproco
1.2.2) Teorema di Bloch in 3D
1.2.3) Condizioni cicliche al contorno o condizioni di Born-von Karman
1.2.4) Densità degli stati (DOS) e punti critici in 1, 2 e 3 dimesioni
1.3) Teoria delle bande
1.3.1) Metodo Tight binding (TB-LCAO)
1.3.2) Modello di Drude
1.3.3) Gas omogeneo di elettroni (Modello a Jellium)
2) La struttura fononica
2.1) Catena di atomi: 1 atomo per cella
2.2) Catena con 2 atomi per cella
2.3) Generalizzazione al caso 3D
3) Semiconduttori
3.1) Correnti nei semiconduttori: Drift e diffusione.
3.1.1) Concetto di lacuna
3.2) Densità dei portatori
3.2.1) Massa efficace e densità degli stati nel Si e nel Ge
3.2.2) Legge dell’azione di massa
3.3) Semiconduttori intrinseci
3.4) Neutralità di carica, posizione del livello di Fermi (Potenziale chimico)
3.5) Semiconduttori estrinseci
3.5.1) Hamiltoniana; approssimazione della massa efficace
3.5.2) Posizione del livello di Fermi (Potenziale chimico)
3.6) Giunzione P-N e cenni sui MOSFET
4) Magnetismo nei solidi
4.1) Concetto di Magnetizzazione
4.1.1) Teorema di Bohr-van Leeuwen
4.2) Livelli di energia per un gas di elettroni 2D in campo magnetico (gauge di Landau); livelli di Landau e loro degenerazione
4.3) Livelli di energia per un gas di elettroni 3D in campo magnetico
4.3.1) Suscettività magnetica orbitale; Effetto De Hass – van Alphen
4.4) MagnetoResistività- Effetto Hall (classico)
4.4.1) Mezzo isotropo con una banda (tensore della magnetoconducibilità): magnetoresistività parallela, magnetoresistività di Hall, coefficiente di Hall
4.4.2) Mezzo isotropo con due bande
4.5) Diamagnetismo e paramagnetismo
4.5.1) Suscettività degli isolanti con gusci chiusi: Diamagnetismo di Larmor
4.5.2) Suscettività degli isolanti con gusci aperti: paramagnetismo: legge di Curie
4.5.3) Suscettività dei metalli: paramagnetismo di Pauli
4.5.4) Diamagnetismo degli elettroni di conduzione e nei semicondttori drogati.
4.6) Interazione degli elettroni e strutture magnetiche
4.6.1) Interazione dipolare
4.6.2) Proprietà magnetiche di un sistema con 2 elettroni (stati di singoletto e tripletto)
4.6.3) Interazioni magnetiche nel gas di elettroni liberi
4.7) Ordine Magnetico
4.7.1) Suscettività ad alta temperatura
4.7.2) Punti critici: teoria di campo medio
Codocenza: Dott. Salvato Matteo
tbd