Περιγραφή θέματος

  • Γενικά

    Ατομική και ηλεκτρονιακή δομή των στερεών

    Διδάσκων : Χριστίνα Λέκκα

    Περιγραφή : Εισαγωγή. Βασικά σημεία Θερμοδυναμικής, Στατιστικής και Κβαντομηχανικής. Μελέτη των στερεών στα πλαίσια του μοντέλου Jellioum: Μοντέλο Jellioum, Βασικά χαρακτηριστικά της στερεάς ύλης. Κίνηση των ηλεκτρονίων (Κυματαριθμός Fermi και ενέργεια Fermi). Περιοδικότητα και κρυσταλλική δομή: Ορισμοί και θεωρήματα, Ταξινόμηση των πλεγμάτων Bravais και των σύνθετων κρυσταλλικών δομών, Αντίστροφο πλέγμα και ζώνες Brillouin. Εισαγωγή στη μέθοδο LCAO. Μοριακό ιόν του υδρογόνου. Ετεροπολικός ή ιοντικός δεσμός (NaCl) και το μόριο του Βενζολίου. Η LCAO σε απλοϊκά μοντέλα «στερεών»: Άπειρο μονοδιάστατο στοιχειακό «στερεό», Μονοδιάστατο ιοντικό «στερεό» με ένα ή δύο τροχιακά ανά άτομο. Ταλαντώσεις του πλέγματος σε μονοδιάστατο περιοδικό μέσο. Ημιαγωγοί Ι: Χαρακτηριστικά των ημιαγωγών. Ημιαγωγοί άμεσου και έμμεσου χάσματος. Οπτική απορρόφηση. Εξιτόνια. Συζευγμένα εκκρεμή. Σχέσεις διασποράς και τρόποι ταλαντώσεων των λεγμάτων. Φωνόνια.

    Μαθησιακοί Στόχοι Μαθήματος :

    Πρωταρχικός στόχος του μαθήματος είναι η εκπαίδευση του φοιτητή στις βασικές αρχές του ατομικής και ηλεκτρονιακής δομής των στερεών και η απόκτηση εμπειρίας στις βασικές θεωρίες που υπάρχουν για τη περιγραφή της ηλεκτρονικής δομής και της κρυσταλλογραφίας ξεκινώντας από το είδος του δεσμού που θα δημιουργηθεί ανάμεσα στα άτομα που θα οδηγήσει στη δημιουργία ενός κρυστάλλου λόγω του είδους των ηλεκτρονίων της εξωτερικής στοιβάδας.

    Σημαντικό ρόλο παίζει η ενεργή συμμετοχή των φοιτητών σε συζητήσεις και στην επίλυση προβλημάτων στο πίνακα καθ’ όλη την διάρκεια του εξαμήνου..

    Λέξεις κλειδιά : Ηλεκτρόνια, Άτομα, Κρύσταλλος

  • 1 - Εισαγωγή

    Περιγραφή θεματικής ενότητας  : Εισαγωγή. Βασικά σημεία κβαντομηχανικής.

    Λέξεις κλειδιά : Εισαγωγή, άτομα, στερεά σώματα, μεταλλικός δεσμός

  • 2 - Μοντέλο Jellium

    Περιγραφή θεματικής ενότητας  : Μελέτη των στερεών στα πλαίσια του μοντέλου Jellium: Μοντέλο Jellium, Βασικά χαρακτηριστικά των στερεών υλικών, Κίνηση των ηλεκτρονίων (Κυματαριθμός Fermi και ενέργεια Fermi).

    Λέξεις κλειδιά : Μοντέλο Jellium

  • 3 - Περιοδικότητα και κρυσταλλική δομή.

    Περιγραφή θεματικής ενότητας  : Περιοδικότητα και κρυσταλλική δομή: Ορισμοί και θεωρήματα, Ταξινόμηση των πλεγμάτων Bravais και των σύνθετων κρυσταλλικών δομών, Αντίστροφο πλέγμα και ζώνες Brillouin.

    Λέξεις κλειδιά : Πλέγματα Bravais, βάση, αντίστροφο πλέγμα

  • 4 - Εισαγωγή στη μέθοδο Γραμμικός Συνδυασμός Ατομικών Τροχιακών

    Περιγραφή θεματικής ενότητας  : Εισαγωγή στη μέθοδο Γραμμικός Συνδυασμός Ατομικών Τροχιακών (Linear combination of atomic orbitals LCAO). Μοριακό ιόν του υδρογόνου, Ετεροπολικός ή ιοντικός δεσμός (NaCl) και το μόριο του Βενζολίου. Η LCAO σε απλοϊκά μοντέλα «στερεών»: Άπειρο μονοδιάστατο στοιχειακό ΄στερεό΄, Μονοδιάστατο ιοντικό ΄στερεό΄ με ένα ή δύο τροχιακά ανά άτομο. Ταλαντώσεις του πλέγματος σε μονοδιάστατο περιοδικό μέσο.

    Λέξεις κλειδιά : Ημιαγωγοί, εξιτόνια

     

  • 5 - Ημιαγωγοί

    Περιγραφή θεματικής ενότητας : Ημιαγωγοί Ι: Xαρακτηριστικά των ημιαγωγών, Ημιαγωγοί άμεσου και έμμεσου χάσματος, Οπτική απορρόφηση, Εξιτόνια.

    Λέξεις κλειδιά : Ημιαγωγοί, εξιτόνια

  • 6 - Μοντέλο συζευγμένων εκκρεμών

    Περιγραφή θεματικής ενότητας : Μοντέλο συζευγμένων εκκρεμών, Σχέσεις διασποράς και τρόποι ταλαντώσεων των πλεγμάτων, Φωνόνια.

    Λέξεις κλειδιά : Συζευγμένα εκκρεμή, φωνόνια

  • Βιβλιογραφία

    • Ε. Ν. ΟΙΚΟΝΟΜΟΥ, ΦΥΣΙΚΗ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ (Τ. Ι ) (ΜΕΤΑΛΛΑ, ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ, ΜΟΝΩΤΕΣ), (Τ. ΙΙ ) (ΤΑΞΗ, ΑΤΑΞΙΑ, ΣΥΣΧΕΤΙΣΕΙΣ), ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ  ΚΡΗΤΗΣ, 1997, ΗΡΑΚΛΕΙΟ, ISBN 126885165
    • ASHCROFT / MERMIN, ΦΥΣΙΚΗ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΣ, ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΠΝΕΥΜΑΤΙΚΟΣ, 2012, ΑΘΗΝΑ, ΙSBN 126885165