Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт физики твердого тела Российской академии наук

ENG
18.10.2017  
  


В связи с обновлением программного обеспечения сайт находится на реконструкции (некоторые страницы и сервисы могут быть недоступны)

Печать

Физика металлов и проводящих наноструктур

Авторы программы: профессор, д. ф.-м. н., Трунин М.Р. и доцент, д. ф.-м. н., Зверев В.Н.

Цель курса - познакомить студентов с основными понятиями и идеями в этой области, с постановкой задач и подходами к их решениям. Предполагается, что прослушав этот курс, студенты смогут читать и понимать текущую научную периодику в этой области, а также будут готовы в последующие семестры прослушать следующие, заложенные в образовательную программу, важные и сложные главы физики твердого тела.
Задачи дисциплины – дать студентам необходимые знания по основным разделам данной области знаний, которые охватывает следующие темы: первоначальные теории металлов Друде и Зоммерфельда; электронные энергетические зоны, поверхность Ферми и простейшие способы их расчета; кинетические свойства: электрические и гальваномагнитные явления; процессы рассеяния; поведение металлов в высокочастотных полях; квантовые эффекты в проводимости; квантовый транспорт в низкоразмерных системах, распространение электромагнитных волн в металлах в присутствии магнитного поля.

Краткое содержание дисциплины:

1

Общие понятия, лежащие в основе теории металлов. Концепция модели свободных электронов, длина свободного пробега. Предположения теории Друде. Статическая электропроводность металла. Высокочастотная проводимость. Теплопроводность металлов. Закон Видемана-Франца.

2

Термодинамические свойства свободного электронного газа. Основное состояние. Применение распределения Ферми-Дирака. Теплоемкость электронного газа. Зоммерфельдовская теория проводимости в металлах.

3

Кристаллические решетки. Элементарная ячейка. Обратная решетка. Зоны Бриллюэна. Нормальные моды и фононы. Теплоемкость решетки. Модели Дебая и Эйнштейна. Тепловое расширение металлов.

4

Зонная теория. Периодический потенциал. Теорема Блоха. Общие свойства энергетического спектра электронов в металле. Электроны в слабом периодическом потенциале.

5

Метод сильной связи. Схемы расширенных, приведенных и повторяющихся зон. Металлы, полупроводники, диэлектрики. Построение поверхности Ферми методом Гаррисона.

6

Квазиклассическая модель динамики электронов. Уравнения движения в электрическом и магнитном полях. Электроны и дырки. Эффективная масса. Циклотронная масса. Траектория движения в магнитном поле. Типы траекторий.

7

Кинетическое уравнение. Интеграл столкновений. Приближение времени релаксации. Проводимость в постоянном электрическом поле. Сдвиг поверхности Ферми.

8

Сечение рассеяния и длина свободного пробега. Рассеяние на нейтральных и заряженных примесях, дислокациях, фононах. Электрон-электронное рассеяние. Комбинация процессов рассеяния.

9

Магнитосопротивление. Тензор проводимости в нулевом и первом приближениях. Тензор сопротивления. Эффект Холла. Магнитосопротивление в двухзонной модели. Влияние формы поверхности Ферми на электросопротивление. Роль открытых траекторий.

10

Плотность состояний. Влияние размерности системы на плотность состояний. Электроны в сильном магнитном поле. Квазиклассическое квантование. Уровни Ландау. Вырожденность уровней блоховских электронов. Осцилляции термодинамических величин. Эффекты де Гааза-ван Альфена и Шубникова-де Гааза. Квантовый эффект Холла в двумерных системах.

11

Нормальный скин-эффект. Граничное условие Леонтовича и поверхностный импеданс металлов. Аномальный скин-эффект. Концепция неэффективности. Формула Чамберса.

12

Циклотронный резонанс. Отсечка циклотронных резонансных орбит. Радиочастотные размерные эффекты.

13

Скачущие орбиты. Магнитные поверхностные уровни. Интерференционные эффекты в магнитном поле. Квантовые поправки к проводимости. Влияние размерности системы на температурные и магнитополевые зависимости величин квантовых поправок

14

Механизмы затухания электромагнитных волн в металлах. Затухание Ландау. Распространение волн в присутствии магнитного поля. Примеры волн: геликоны, альфвеновские и циклотронные волны в металлах. Электромагнитные метаматериалы.

Общая трудоемкость дисциплины: 2 зачетные единицы.

Форма промежуточной аттестации: зачет с оценкой.

 
Контакты

Телефон: 8(496) 52 219-82
+7 906 095 4402

Факс: +7(496) 522 8160
8(496) 522 8160

Почтовый адрес:ИФТТ РАН, Черноголовка, Московская обл., ул.Академика Осипьяна д.2, 142432, Россия

E-mail:

WWW:www.issp.ac.ru


  

ОБЪЯВЛЕНИЯ