ВУЗ:
Рубрика:
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА»
Томск – 2005
I. Oрганизационно-методический раздел
1. Цель курса
Цель
курса - изложить теоретические основы физики твердого тела с уклоном на физические
свойства и процессы, протекающие в полупроводниковых материалах.
2. Задачи учебного курса
Задача курса - дать студенту фундаментальные представления об элементарных возбуждениях
(электроны, фононы, поляроны, экситоны, поляритоны) в твердых телах и их взаимодействиях,
физических моделях и методах исследования электрических и оптических свойств.
3. Требования к уровню освоения курса
Курс базируется на курсах теоретической механики, квантовой механики, термодинамики,
электродинамики, кристаллографии, теории групп.
II. Содержание курса
1. Темы и краткое содержание
№ Тема Содержание
1. Основы зонной теории
твердого тела
Уравнение Шредингера для кристалла. Гамильтониан кристалла.
Адиабатическое приближение. Ядерное уравнение. Метод
самосогласованного поля Хартри-Фока. Одноэлектронное
приближение. Теорема Купмэнса. Зонное уравнение. Теорема
Блоха. Свойства квазиволнового вектора. Граничные условия
Борна-Кармана. Зонный характер электронного спектра в
кристалле. Классификация твердых тел по зонному спектру.
Свойства блоховских функций и энергий. Влияние симметрии
кристалла
на классификацию электронных состояний. Схемы
представления зонного спектра. Зонный спектр алмазоподобных
полупроводников.
Методы расчета зонного спектра. Модель пустой решетки.
Метод слабой связи. Зонный спектр вблизи точки вырождения.
Спин-орбитальное взаимодействие. Метод сильной связи.
Гибридизация атомных состояний. Функции Ванье, их свойства.
Эквивалентный гамильтониан. К-Р метод. Тензор обратной
эффективной массы, влияние симметрии
. Плотность электронных
состояний. Особенности Ван-Хова. Поверхность Ферми. Плотность
валентного заряда. Природа химической связи.
Динамика электрона во внешнем медленно меняющемся поле.
Метод эффективной массы. Огибающая волновая функция.
Полуклассическое приближение. Понятие о дырках валентной
зоны, параметры дырок. Движение электрона в постоянном
электрическом поле. Осцилляции Блоха-Зиннера, условия их
наблюдения. Междузонное зиннеровское
туннелирование.
Движение электрона в постоянном магнитном поле. Диамагнитный
резонанс. Мелкие примесные центры. Доноры и акцепторы.
Экситоны. Теория Мотта, границы применимости.
Электронные состояния в резко-изменяющемся потенциале.
