Kurzus nemzetközi vendég- és részidős hallgatóknak

Kar

Természettudományi Kar

Szervezet

TTK Anyagfizikai Tanszék

Kód

anyfizf17em

Cím

Szilárdtestfizika alkalmazása az anyagtudományban

Tervezett félév

Őszi

ECTS

3

Nyelv

en

Oktatás célja

A tantárgy célja, hogy a hallgatók megismerjék a szilárdtestfizika alapvető fogalmait és összefüggéseit, valamint ezek alkalmazását az anyagtudomány különböző területein. A kurzus során a hallgatók elsajátítják a kristályrácsok rezgéseinek, az elektronok sávszerkezetének, a vezetési jelenségeknek és a mágneses tulajdonságoknak az elméleti hátterét. A megszerzett tudás lehetőséget ad az anyagok (fémek, félvezetők, szigetelők, mágneses anyagok) fizikai tulajdonságainak megértéséhez. Kompetenciák: tudás Ismeri a kristályos anyagok szerkezetének és rácsrezgéseinek fizikai alapjait. Átlátja az elektronok periodikus potenciáltérben való viselkedését és a sávelmélet alapfogalmait. Megérti az elektromos és hővezetés, valamint a mágneses tulajdonságok fizikai mechanizmusait. képesség Képes a szilárdtestfizikai modellek alkalmazására különböző anyagtípusok (fémek, félvezetők, szigetelők, mágneses anyagok) tulajdonságainak értelmezésében. Képes egyszerű elméleti számításokat végezni a rácsrezgések, sávstruktúrák és transzportjelenségek jellemzésére. attitűd Törekszik a természettudományos gondolkodásmód és a logikus problémamegoldás alkalmazására. Nyitott a korszerű anyagtudományi kutatások és technológiai fejlesztések fizikai hátterének megértésére. autonómia és felelősség Képes önálló tanulásra, tudásának folyamatos fejlesztésére a szilárdtestfizika és anyagtudomány területén.

Tantárgy tartalma

1. Rácsrezgések (klasszikus tárgyalás, akusztikus és optikai fononok, a fononspektrum meghatározásának kísérleti módszerei). Fononok hatása a kristályok viselkedésére. 2. Elektronállapotok periodikus potenciáltérben. (Bloch-tétel, sávszerkezet, a sávszerkezet meghatározásának egyszerű módszerei, fémek, félvezetők, szigetelők). 3. A vezetési jelenségek (Drude-modell, elektromos és hővezetés, relaxációs idő közelítés, Boltzmann-egyenlet, kereszteffektusok, Peltier-effektus, Seebeck-effektus) 4. A mágnesség alapfogalmai (Hund-féle szabályok, atomok dia- és paramágnessége, Pauli-paramágnesség, kicserélődési kölcsönhatás). Rendezett mágneses anyagok (ferro- és antiferromágnesség).

Számonkérés és értékelés

A vizsgaidőszakban egy szóbeli vizsga keretében adnak számot a hallgatók az elsajátított ismereteikről.

Irodalomjegyzék

Charles Kittel: Introduction to Solid State Physics. Huebener, Rudolf P.: Conductors, Semiconductors, Superconductors; An Introduction to Solid State Physics, Springer, 2019. János Sólyom: Fundamentals of the Physics of Solids, Vol. 1–3.

Kurzus szakjai