ΦΥΣΙΚΗ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ

Πληροφορίες Μαθήματος
ΤίτλοςΦΥΣΙΚΗ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ / Solid State Physics
ΚωδικόςΣΥΥ201
ΣχολήΘετικών Επιστημών
ΤμήμαΦυσικής
Κύκλος / Επίπεδο1ος / Προπτυχιακό
Περίοδος ΔιδασκαλίαςΧειμερινή
Υπεύθυνος/ηΕλένη Παλούρα
Γνωστικό ΑντικείμενοΦΥΣΙΚΗ ΣΥΜΠΗΚΝΩΜΕΝΗΣ ΥΛΗΣ & ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΥΛΙΚΩΝ
Χαρακτηρισμός ΜαθήματοςΜαθήματα Τμήματος
ΚοινόΌχι
ΚατάστασηΕνεργό
Course ID40003122

Πρόγραμμα Σπουδών: ΠΠΣ-Τμήμα Φυσικής (2012-σήμερα)

Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 410
ΚατεύθυνσηΤύπος ΠαρακολούθησηςΕξάμηνοΈτοςECTS
ΚορμόςΥποχρεωτικό748

Πληροφορίες Τάξης
ΤίτλοςΦΥΣΙΚΗ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ
Ακαδημαϊκό Έτος2020 – 2021
Περίοδος ΤάξηςΧειμερινή
Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ
Ώρες Εβδομαδιαία4
Class ID
600178202
Τύπος Μαθήματος
  • Υποβάθρου
Κατηγορία Μαθήματος
Γενικού Υποβάθρου
Τρόπος Παράδοσης
  • Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
Erasmus
Το μάθημα προσφέρεται και σε φοιτητές προγραμμάτων ανταλλαγής.
Γλώσσα Διδασκαλίας
  • Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
  • Αγγλικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Προαπαιτήσεις
Προαπαιτούμενα Μαθήματα
  • ΜΑΥ204 ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙ
  • ΜΑΥ205 ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΦΥΣΙΚΗΣ
  • ΜΑΥ206 ΓΕΝΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙΙ
  • ΓΘΥ207 ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι
  • ΓΘΥ209 ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ
  • ΜΑΕ202 ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΦΥΣΙΚΗΣ ΙΙ
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Στο πλαίσιο του μαθήματος "Φυσική Στερεάς Κατάστασης" οι φοιτητές/τριες αναμένεται: 1. Να εξοικειωθούν με τα διαφορετικά είδη των δεσμών και τη δομή των στερεών και να κατανοήσουν τις επιπτώσεις τους στις φυσικές και ηλεκτρονικές ιδιότητες των στερεών 2. Να κατανοήσουν τη θεωρία των δονήσεων του πλέγματος, τις θερμικές και τις οπτικές ιδιότητες των στερεών 3. Να κατανοήσουν τις βασικές θεωρίες που περιγράφουν τις ηλεκτρονικές ιδιότητες των στερεών, την κίνηση των φορέων και τα φαινόμενα μεταφοράς 4. Να εξοικειωθούν με τη θεωρία, τις ιδιότητες και τις εφαρμογές των ημιαγωγών 5. Να συνδέσουν τη θεωρία με την ερευνητική πρακτική μέσα από παραδείγματα της διεθνούς βιβλιογραφίας
Γενικές Ικανότητες
  • Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη
  • Λήψη αποφάσεων
  • Αυτόνομη εργασία
  • Ομαδική εργασία
  • Εργασία σε διεθνές περιβάλλον
  • Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
Περιεχόμενο Μαθήματος
Ενότητα 1 (ώρες: 4): Η έννοια του χημικού δεσμού στα Στερεά, Περιοδικός πίνακας, Ομοιοπολικός- ετε-ροπολικός-Ιονικός δεσμός. Δεσμός Η και van der Waals. Ενότητα 2 (ώρες: 4 ) Δυναμική των ατόμων σε κρυσταλλικά υλικά 1: Κρυσταλλικό Δυναμικό, εξίσωση κινήσεως, μονοατομική και διατομική γραμμική αλυσίδα. Ενότητα 3 (ώρες 4): Δυναμική των ατόμων σε κρυσταλλικά υλικά 2: Σκέδαση από χρονικά μεταβαλλόμενες δομές, φασματοσκοπία φωνονίων, ελαστικές ιδιότητες κρυστάλλων. Πειραματικές διατάξεις. Φασματοσκοπία Raman. . Ασκήσεις Ενότητα 4 (ώρες: 4): Θερμικές Ιδιότητες 1: Πυκνότητα καταστάσεων, θερμική ενέργεια αρμονικών ταλα-ντωτών, ειδική θερμότητα. Ενότητα 5α (ώρες 2 ): Θερμικές Ιδιότητες 2: Αναρμονικότητα, θερμική διαστολή, αγωγιμότητα λόγω φω-νονίων. Ενότητα 5β(ώρες 2 ): Ελεύθερο ηλεκτρόνιο 1: Ελεύθερο ηλεκτρόνιο σε φρέαρ δυναμικού, αέριο Fermi σε Τ=0, Ενότητα 6 (ώρες: 4): Ελεύθερο ηλεκτρόνιο 2: Στατιστική Fermi, ηλεκτρονική ειδική θερμότητα στα μέ-ταλλα, ηλεκτροστατική θωράκιση σε αέριο Fermi – Μετάβαση Mott, θερμιονική εκ-πομπή σε Μέταλλα. Ασκήσεις Ενότητα 7 (ώρες: 4 ): Ηλεκτρονική δομή Στερεών 1: Ιδιότητες συμμετρίας, Θεώρημα Bloch, σχεδόν ελεύθερο ηλεκτρόνιο. Ασκήσεις Ενότητα 8α(ώρες: 2 ): Ηλεκτρονική δομή Στερεών 2: Ισχυρά συνδεδεμένο ηλεκτρόνιο, παραδείγματα ηλεκτρονικών δομών, πυκνότητα καταστάσεων σε κρυσταλλικά και άμορφα υλικά. (Φασματοσκοπία φωτο-εκπομπής) Ενότητα 8β(ώρες: 2 ): Κίνηση ηλεκτρονίων και φαινόμενα μεταφοράς 1: Κίνηση ηλεκτρονίου στις ταινίες και ενεργός μάζα, έννοια οπής, σκέδαση ηλεκτρονίων. Ασκήσεις Ενότητα 9α (ώρες: 4): Κίνηση ηλεκτρονίων και φαινόμενα μεταφοράς 2: Εξίσωση Boltzmann και χρόνος ηρέμησης, ηλεκτρική αγωγιμότητα μετάλλων, θερμοηλεκτρικό φαινόμενο, ηλεκτρική αγωγιμότητα εντοπισμένων ηλεκτρονίων. Ασκήσεις Ενότητα 10 (ώρες: 4): Οπτικές ιδιότητες Υλικών 1: Διηλεκτρική συνάρτηση, απορρόφηση της ΗΜ-ακτινοβολίας, διηλεκτρική συνάρτηση αρμονικού ταλαντωτού, εγκάρσιοι και διαμήκεις τρόποι, επιφανειακά κύματα σε διηλεκτρικά. Ασκήσεις Ενότητα 11(4 ώρες): Οπτικές ιδιότητες Υλικών 2: Τοπικό πεδίο, πολωσιμότητα, ελεύθερο ηλεκτρόνιο, διαταινιακές μεταπτώσεις, εξιτόνια, διηλεκτρικές απώλειες. Πειραματικές διατάξεις: Φασματοσκοπία με φωτόνια και ηλεκτρόνια. Φασματοσκοπία υπερύθρου. Ασκήσεις Ενότητα 12 (ώρες: 4): Ημιαγωγοί 1: Ηλεκτρονική δομή βασικών ημιαγωγών, πυκνότητα φορέων σε ενδο-γενείς ημιαγωγούς, προσμείξεις. Ασκήσεις Ενότητα 13 (ώρες: 4): Ημιαγωγοί 2: Αγωγιμότητα ημιαγωγών, μηχανισμοί σκέδασης στους ημιαγωγούς ετεροδομές ημιαγωγών και υπερδομές, Πειραματικές διατάξεις: Φαινόμενο Hall, κβαντικό φαινόμενο Hall, συντονισμός cyclotron, στοιχεία επιταξίας ημιαγωγών.
Λέξεις Κλειδιά
Στερεά, Μονοατομική αλυσίδα, Ταλαντώσεις πλέγματος, φωνόνιο, Ηλεκτρονική δομή, ελεύθερο ηλεκτρόνιο, θεωρημα Bloch, Εξίσωση Boltzmann, επιφανειακά κύματα, Οπτικές ιδιότητες Υλικών, Ημιαγωγοί, ετεροδομές, κβαντικό φαινόμενο Hall
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
  • Σημειώσεις
  • Διαφάνειες
  • Πολυμεσικό υλικό
  • Βιβλίο
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Χρήση Τ.Π.Ε.
  • Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία
  • Χρήση Τ.Π.Ε. στην Επικοινωνία με τους φοιτητές
  • Χρήση Τ.Π.Ε. στην Αξιολόγηση των Φοιτητών
Περιγραφή
Διαφάνεiες PowerPoint, προσομοιώσεις με χρήση Mathematica, Origin . Ηλεκτρονική επικοινωνία μέσω ηλεκτρονικού ταχυδρομείου με τους φοιτητές. Ηλεκτρονική αξιολόγηση από τους φοιτητές.
Οργάνωση Μαθήματος
ΔραστηριότητεςΦόρτος ΕργασίαςECTSΑτομικάΟμαδικάErasmus
Διαλέξεις1173,9
Μελέτη και ανάλυση βιβλίων και άρθρων511,7
Φροντιστήριο391,3
Εξετάσεις30,1
Σύνολο2107
Αξιολόγηση Φοιτητών
Περιγραφή
Γραπτή τελική εξέταση
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
  • Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
  • Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Εκτεταμένης Απάντησης (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
  • Γραπτή Εξέταση με Επίλυση Προβλημάτων (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
Βιβλιογραφία
Βιβλιογραφία μαθήματος (Εύδοξος)
Φυσική Στερεάς Κατάστασης - Εισαγωγή στις αρχές της Επιστήμης των Υλικών). H. Ibach H. Lüth. Εκδόσεις ΖΗΤΗ 2012. Solid State Physics: An Introduction by Philip Hofmann, Wiley-VCH, 2015 Elementary Solid State Physics by M. A. Omar, Addison-Wesley, 1999 Solid State Physics , Gerald Burns, Academic Press, 1985 Solid State Physics by Ashcroft & Mermin, Saunders College, Philadelphia
Τελευταία Επικαιροποίηση
07-11-2020