Teorie pevných látek 1

Garant předmětu:

Jaroslav Hamrle, Ladislav Kalvoda

Přednášející:

Jaroslav Hamrle, Ladislav Kalvoda

Cvičící:

Jaroslav Hamrle, Ladislav Kalvoda

Předmět zajišťuje:

katedra inženýrství pevných látek

Anotace:

Typy vazebních sil v pevných látkách. Symetrie krystalických pevných látek. Vibrace v krystalických látkách a jejich tepelné vlastnosti. Pásová elektronová struktura krystalických pevných látek. Lokalizované stavy vodivostních elektronů v pevných látkách s poruchami.

Požadavky:

Znalosti kvantové mechaniky a statistické fyziky.

Osnova přednášek:

1. Fenomenologické a mikroskopické přístupy v teorii pevných látek, typy vazebních sil v pevných látkách.

2. Schrödingerova rovnice pro pevné látky, adiabatická approximace v popisu pohybu elektronů a atomových jader, popis symetrie krystalických pevných látek.

3. Kmity atomů v krystalických mřížkách, akustické a optické větve vibrací atomů, vibrační spektrum reálných krystalů, fonony jako kvazičástice kolektivních kmitů atomů v krystalických mřížkách.

4. Fononová tepelná kapacita pevných látek, interakce vibrující krystalické mřížky s elektromagnetickým zářením a neutrony.

5. Elektronová teorie ideálních krystalických látek, Hartreeho-Fokova aproximace autokonzistentního pole.

6. Blochova teorie pohybu elektronů v periodickém electrickém poli krystalů.

7. Pásové energetické spektrum, hustota stavů, kvazihybnost vodivostních elektronů, aproximace efektivní hmotnosti elektronů, kladné díry v nezaplněných elektronových pásech.

8. Základní metody výpočtů pásové elektronové struktury pevných látek, pásová struktura různých druhů pevných látek (kovy, polokovy, polovodiče, izolátory)

9. Fermiho plochy energie vodivostních elektronů v kovech, vlastnosti elektronů ve valenčních a vodivostních pásech v polovodičích.

10. Elektronová teorie reálných pevných látek, Wannierova teorie pohybu elektronů v porušeném periodickém elektrickém poli.

11. Lokalizované stavy itinerantních elektronů v krystalech s poruchami, Tammovy a Shockleyho povrchové stavy, donorové a akceptorové energetické hladiny v polovodičích.

12. Frenkelův a Mottův - Wannierův popis excitonů.

13. Lokalizované stavy elektronů v neuspořádaných pevných látkách.

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Types of bonds in solids. Symmetry of crystalline solids. Vibrations of crystalline lattice and its thermal properties. Band electron structure of crystalline solids. Localized states of electrons in nonideal solids.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1]. A.I. Anselm : Úvod do teorie polovodičů, Academia Praha 1967, Nauka Moskva 1978,

[2]. Harrison W.A.: Solid State Theory, McGraw Hill, New York 1970.

Doporučená literatura:

[3]. Ľ. Hrivnák, V. Bezák, J. Foltýn, M. Ožvold : Teória tuhých látok, Veda Bratislava 1985.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2026/2027:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2026/2027:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: