Fyzika pevné fáze

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

ústav fyziky

Anotace:

Klasifikace pevných látek, moderní materiály, vazby v pevných látkách, krystalografické soustavy, poruchy krystalové mříže. Tepelná kapacita pevných látek. Elektrická vodivost kovů, Sommerfeldův model. Pásový model, pásové struktury kovů, polokovů, izolantů a polovodičů. Vlastní a příměsové polovodiče, přechod PN, polovodičové a pevnolátkové lasery. Termoelektrické a magnetoelektrické jevy. Magnetické vlastnosti pevných látek. Supravodivost.

Požadavky:

Znalosti fyziky na úrovni předmětů Fyzika I a Fyzika II.

Osnova přednášek:

1.Látky krystalické, polykrystalické, amorfní, kovová skla, fulerény, nanotrubičky.

2.Vazby v pevných látkách, krystalové struktury, poruchy krystalových struktur.

3.Kmity atomů, fonony, model jednorozměrné mřížky, první Brillouinova zóna.

4.Tepelná kapacita pevných látek, klasický a kvantový model, elektronový plyn.

5.Elektrická vodivost kovů, Sommerfeldův model, aplikace na fotoelektrický jev,

Fermiovo-Diracovo rozdělení.

6.Základní rysy pásové struktury kovů, polokovů, izolantů a polovodičů, koncentrace

nosičů náboje.

7.Vlastní a příměsové polovodiče, lokální příměsové stavy, přechod PN.

8.Přechody kov-polovodič, základní polovodičové součástky.

9.Základy teorie laserů, polovodičové a pevnolátkové lasery.

10.Základní termoelektrické a galvanomagnetické jevy : Seebeckův, Peltierův a

Hallův , obří magnetorezistence a jejich technické aplikace.

11.Diamagnetizmus, a paramagnetizmus, experimentální fakta, fyzikální podstata, aplikace.

12.Feromagnetizmus : experimentální fakta, hysterezní smyčka, teplotní závislost

magnetizace, Curieův bod, měkká a tvrdá magnetika, aplikace.

13.Supravodivost, experimentální data, fyzikální podstata, vysokoteplotní supravodivost.

Osnova cvičení:

Vybrané příklady aplikace nových poznatků ve fyzice pevných látek v technické praxi: nanostrukturované materiály, termočlánky a termistory, součásti využívající obří magnetorezistivity, pevnolátkové lasery. Exkurze do specializovaných laboratoří.

Cíle studia:

Poskytnout studentům základní znalosti fyziky pevných látek potřebné pro pochopení mechanických, elektrických a magnetických vlastností technických materiálů. Současně jim poskytnout informace o nejnovějších aplikacích fyziky pevných látek v oblasti nanomateriálů, polovodičových a fotonických součástek. Součástí kurzu jsou cvičení, která budou věnována konkrétním aplikacím s důrazem na uplatnění ve strojích a technologiích.

Studijní materiály:

Kittel, Ch.: Úvod do fyziky pevných látek, Academia, Praha, 1985.

Frank,H.: Fyzika a technika polovodičů, SNTL, Praha, 1990.

Majerníková E., Fyzika pevných látek, UP Olomouc, 1999

Eckertová L. a kol.,Fyzikální elektronika pevných látek, Univerzita Karlova, Praha 1992

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: