Bài giảng Vật lí chất rắn - Chương 0: Giới thiệu môn học

Bài giảng Vật lí chất rắn - Chương 0: Giới thiệu môn học cung cấp cho học viên những kiến thức cơ bản về vật lí chất rắn, tại sao cần vật lí chất rắn, những vật liệu của tương lai, đối tượng và mục tiêu nghiên cứu vật lí chất rắn,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

VẬT LÍ CHẤT RẮN

Phạm Đỗ Chung

Bộ môn Vật lí chất rắn – Điện tử Khoa Vật lí, ĐH Sư Phạm Hà Nội

136 Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà Nội

Giới thiệu về Vật lí chất rắn

Condensed matter physics

Condensed matter = 1/3 Physics*

Tại sao cần Vật lí chất rắn?

Những vật liệu của tương lai

Meltamaterials

Aerogel

ALON

Aluminium Oxynitride

Đối tượng và mục tiêu

Đối tượng:

1 Vật rắn có cấu trúc tinh thể ( Crystalline )

a) Kim loại b) Gốm

c) Polymer,

2 Vật rắn không có cấu trúc tinh thể

3 Vật rắn vô định hình

Mục tiêu: Giải thích được các tính chất từ, cơ,

nhiệt, điện, quang của vật rắn

MỤC LỤC

• Chương 1 : Cấu trúc tinh thể của vật rắn

• Chương 2 : Dao động của mạng tinh thể

• Chương 3 : Khí electron tự do, mặt Fermi

• Chương 4 : Lí thuyết dải năng lượng

• Chương 5 : Bán dẫn

• Chương 6 : Tính chất từ của vật rắn

• Chương 7: Siêu dẫn

Chương 1

• Cấu trúc tinh thể của vật rắn (Crystallography)

1 Mạng không gian, ô sơ cấp

2 7 hệ tinh thể

3 Các yếu tố đối xứng trong mạng không gian

4 14 ô mạng Bravais

5 Ô đơn vị (vs ô sơ cấp)

6 Chỉ số Miller của đường thẳng, mặt phẳng mạng

7 Một số cấu trúc tinh thể đơn giản

8 Nhiễu xạ trên cấu trúc tuần hoàn

9 Mạng đảo, các định lí mạng đảo

10 Vùng Brillouin

11 Các loại liên kết trong chất rắn

Introduction to Solid state physics, Kittel (Wiley)-8th: Chương 1, 2, 3

Chương 2

1 Dao động của mạng ba chiều

2 Dao động của mạng một chiều một loại nguyên tử

3 Dao động của mạng một chiều hai loại nguyên tử

4 Lượng tử dao động: Phonon

5 Nhiệt dung của vật rắn

6 Sự giãn nở vì nhiệt

Introduction to Solid state physics, Kittel (Wiley)-8th: Chương 4, 5

Chương 3 Khí electron tự do, mặt Fermi

1 Khí electron cổ điển (mô hình Drude)

2 Khí electron lượng tử (mô hình Sommerfeld)

3 Nhiệt dung của khí electron, nhiệt dung của kim

loại

4 Sự dẫn điện của electron, định luật Ohm

5 Sự dẫn nhiệt của electron, định luật Wiedemann

Franz

Solid state physics, Ashcroft and Mermin: Chương 1

Introduction to Solid state physics, Kittel (Wiley)-8th: Chương 6

Chương 4

Lí thuyết dải năng lượng

1 Electron trong trường thế tuần hoàn của tinh thể

2 Mô hình electron liên kết yếu (định tính)

3 Mô hình electron liên kết mạnh (định tính)

4 Kim loại, bán dẫn và điện môi

5 Hàm Bloch

6 Mô hình electron liên kết yếu (định lượng)

7 Mô hình electron liên kết mạnh (định lượng)

8 Phương trình chuyển động của electron và lỗ

trống

Introduction to Solid state physics, Kittel (Wiley)-8th: Chương 7

Chương 5 Bán dẫn

1 Cấu trúc dải năng lượng, mức năng lượng Fermi

2 Bán dẫn tinh khiết

3 Bán dẫn có tạp chất, nồng độ hạt tải

4 Bán dẫn suy biến

5 Hiệu ứng Hall trong bán dẫn

6 Lớp tiếp xúc p-n

Fundamentals of Semiconduoctors: Physics and Materials Properties, Peter

Y.Ui and Manuel Cardona.

Physics of Semiconductor Devices, Simon M Sze, Kwok K Ng

Chương 6 Tính chất từ của vật rắn

1 Moment từ của electron

2 Moment từ nguyên tử, qui tắc Hund

3 Phân loại vật liệu từ

4 Nghịch từ

5 Thuận từ

6 Sắt từ

7 Cấu trúc domain và sự từ hóa của vật liệu

Introduction to Solid state physics, Kittel (Wiley)-8th: Chương 11&12

Chương 7 Siêu dẫn

1 Giới thiệu về siêu dẫn

2 Các tính chất chung của siêu dẫn

3 Phân loại siêu dẫn

4 Sự lượng tử hóa từ thông, định luật Meissner

5 Siêu dẫn nhiệt độ cao

Introduction to Solid state physics, Kittel (Wiley)-8th: Chương 10

• Tài liệu chính:

Introduction to Solid state physics, C Kittel (Wiley) 2004-8th

Vật lí chất rắn, Nguyễn Thế Khôi và Nguyễn Hữu Mình

• Sách tham khảo:

Fundamentals of Materials, William D Callister (Wiley)-5th

The Oxford Solid State Basics, Steven H Simon (Oxford)

Cơ sở vật lý chất rắn, Đào Trần Cao, (ĐHQGHN) 2004

Physics of Semiconductor Devices, Simon M Sze, Kwok K Ng

• Sách tham khảo nâng cao:

Solid state physics, Ashcroft and Mermin

Physics Of Magnetism And Magnetic Materials, Buschow and De Boer

Tài liệu học

• Bài giảng, bài tập và tài liệu tham khảo:

sites.google.com/hnue.edu.vn/phamdochung

Đánh giá

30 tiết lí thuyết + 30 tiết bài tập

(11 buổi lí thuyết + 9 buổi bài tập)