Seminář fyzikálního inženýrství pevných látek

Garant předmětu:

Ladislav Kalvoda

Přednášející:

Ladislav Kalvoda

Cvičící:

Ladislav Kalvoda

Předmět zajišťuje:

katedra inženýrství pevných látek

Anotace:

Úvod: představení konceptu Semináře a SW souboru SSS.

2.Modul ?bravais? ? krystalová struktura a rentgenová difrakce ve 2D ? teoretický úvod

3.Simulace difrakčních jevů vztahující se k tématům: krystalová mřížka versus struktura krystalu, primitivní buňka, elementární buňka, mřížkové roviny, reciproká mřížka, Laueho a Braggova podmínka, atomový rozptylový faktor, strukturní faktor, extinkce, praktická strukturní analýza

4.Modul ?laue? ? Difrakce na dokonalých a nedokonalých krystalech

5.Simulace: vliv strukturní neuspořádanosti na difrakční obraz, vysunutí atomů a tepelné kmity, kvazikrystaly

6.Modul ?born? ? dynamika krystalické mřížky v 1D ? teoretický úvod

7.Simulace: rovinné vlny, postupné a stojaté vlny, normální mody, polarizace, transport energie a momentu hybnosti, nekonečný a konečný řetězec, okrajové podmínky, vlnové balíky, grupová a fázová rychlost, disperze, pulzy a jejich šíření, příměsi a rozptyl, lokalizované módy, anharmonicita

8.Modul ?debye? ? mřížková dynamika a tepelná kapacita ? teoretický úvod

9.Simulace: Brillouinova zóna, disperzí relace, hustota stavů, tepelná energie, tepelná kapacita

10.Modul ?drude? ? Dynamika klasického elektronového plynu ve 2D- teoretický úvod

11.Simulace: difuzní pohyb elektronů, drift elektronů v externím elektrickém poli, Haynesův a Shockleyho experiment, mobilita, pohyb v magnetickém poli, cyklotronová frekvence, Hallův experiment, magnetorezistence.

12.Zadání, vypracování a presentace seminární úlohy.

Klíčová slova

Požadavky:

Znalost základů fyziky pevných látek v rozsahu předmětu Úvod fyziky pevných látek (11UFPL). Schopnost samostatné práce s počítačem.

Osnova přednášek:

1.Úvod: představení konceptu Semináře a SW souboru SSS.

2.Modul ?bravais? ? krystalová struktura a rentgenová difrakce ve 2D ? teoretický úvod

3.Simulace difrakčních jevů vztahující se k tématům: krystalová mřížka versus struktura krystalu, primitivní buňka, elementární buňka, mřížkové roviny, reciproká mřížka, Laueho a Braggova podmínka, atomový rozptylový faktor, strukturní faktor, extinkce, praktická strukturní analýza

4.Modul ?laue? ? Difrakce na dokonalých a nedokonalých krystalech

5.Simulace: vliv strukturní neuspořádanosti na difrakční obraz, vysunutí atomů a tepelné kmity, kvazikrystaly

6.Modul ?born? ? dynamika krystalické mřížky v 1D ? teoretický úvod

7.Simulace: rovinné vlny, postupné a stojaté vlny, normální mody, polarizace, transport energie a momentu hybnosti, nekonečný a konečný řetězec, okrajové podmínky, vlnové balíky, grupová a fázová rychlost, disperze, pulzy a jejich šíření, příměsi a rozptyl, lokalizované módy, anharmonicita

8.Modul ?debye? ? mřížková dynamika a tepelná kapacita ? teoretický úvod

9.Simulace: Brillouinova zóna, disperzí relace, hustota stavů, tepelná energie, tepelná kapacita

10.Modul ?drude? ? Dynamika klasického elektronového plynu ve 2D- teoretický úvod

11.Simulace: difuzní pohyb elektronů, drift elektronů v externím elektrickém poli, Haynesův a Shockleyho experiment, mobilita, pohyb v magnetickém poli, cyklotronová frekvence, Hallův experiment, magnetorezistence.

12.Zadání, vypracování a presentace seminární úlohy.

Klíčová slova

Osnova cvičení:

Není uplatněno

Cíle studia:

Cílem semináře je přiblížit studentům základní koncepty fyziky pevných látek prostřednictvím praktické realizace sady simulačních úloh prováděných na 1D a 2D modelech. Jednotlivým blokům úloh předchází vždy stručný výklad teoretických základů prováděných simulací a interpretace dosažených výsledků. Kurz je realizován v počítačové učebně KIPL FJFI s využitím sady simulačních programů ?SSS: Solid State Simulations? .

Studijní materiály:

Povinná literatura:

R.H. Silsbee, J. Dräger: Simulations for Solid State Physics: An interactive resource for students and teachers, 1st ed., Cambridge University Press, Cambridge 1997.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Fyzikální inženýrství - Počítačová fyzika (volitelný předmět)
• Fyzikální inženýrství - Fyzikální inženýrství materiálů (volitelný předmět)
• Fyzikální inženýrství - Inženýrství pevných látek (PS)
• Kvantové technologie (volitelný předmět)
• Fyzikální inženýrství - Počítačová fyzika (volitelný předmět)
• Kvantové technologie (volitelný předmět)