At bibringe den studerende en teoribaseret forståelse af
fundamentale begreber indenfor faststoffysik og materialefysik på
nanoskala og derved skabe et systematisk grundlag for udvikling af
avancerede materialer og funktionelle strukturer af ingeniørmæssig
betydning.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Beskrive faste stoffer kvalitativt.
Operere med energibegrebet og krystalimpuls i faste
stoffer.
Operere med krystalgitre, symmetrier og punktgrupper både i det
reelle rum og det reciprokke rum (impulsrummet).
Anvende kvantemekanikken på faste stoffer til beskrivelse af
spredning af bølger på krystalgitre og til beskrivelse af
egen-tilstande og egen-energier i systemer med periodiske
grænsebetingelser.
Opstille teoretiske modeller for faste stoffers
elektromagnetiske, mekaniske og termiske egenskaber både i
enkelt-partikel billedet og i tilfælde med elektron-elektron
korrelationer (magnetisme).
Anvende de teoretiske modeller til at udregne karakteristiske
egenskaber for faste stoffer (eksempelvis: elastiske moduli,
lydhastighed, varmefylde, elektrisk og termisk ledningsevne,
magnetisk og dielektrisk susceptibilitet).
Anvende de teoretiske modeller på en række teknisk interessante
halvlederkomponenter til at udregne de elektriske og optiske
egenskaber.
Analysere faststof problemstillinger og udvælge og anvende de
relevante modeller.
Analysere, udvælge og anvende metoder fra faststoffysik og
kvantemekanik på nanoskala systemer, der udviser
størrelseskvantisering og/eller selvorganisering.
Genkende og anvende fagspecifikke termer på
engelsk.
Kursusindhold:
Krystalgitre, det reciprokke rum og Røntgendiffraktion. Fononer,
varmekapacitet, varmeledning og anharmoniske effekter.
Elektronstruktur, fri-, næsten-fri- og tight-binding-modellen. Det
diatomige molekyle, metalbinding og Friedel-modellen.
Boltzmannligningen, transportteori og optiske egenskaber for
metaller og halvledere. Halvleder nanostrukturer: Kvante-brønde,
-tråde og -dots. Itinerant magnetisme og middelfeltteori.
Litteraturhenvisninger:
Lærebog: Charles Kittel, Introduction to Solid State Physics, 8th
edition. ISBN: 0-471-41526-X.
