Scheda programma d'esame
TEORIA QUANTISTICA DEI SOLIDI
GIUSEPPE GROSSO
Anno accademico2021/22
CdSFISICA
Codice235BB
CFU9
PeriodoSecondo semestre
LinguaItaliano

ModuliSettore/iTipoOreDocente/i
TEORIA QUANTISTICA DEI SOLIDIFIS/03LEZIONI54
GIUSEPPE GROSSO unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze
Lo studente che completa con successo il corso sarà in grado di dimostrare una
conoscenza avanzata dei concetti teorici e dei metodi della teoria quantistica
della Fisica della Materia Condensata.
Sarà inoltre a conoscenza di importanti argomenti di ricerca recenti.
Knowledge

The student who successfully completes the course will be able to demonstrate advanced knowledge of theoretical concepts and methods of the quantum theory of Condensed Matter Physics. He/she will also be aware of important recent research arguments.

Modalità di verifica delle conoscenze
Lo studente sarà valutato sulla capacità dimostrata di discutere i principali
contenuti del corso utilizzando la terminologia appropriata. Sarà verificata inoltre
la conoscenza avanzata dei concetti teorici e dei metodi della teoria quantistica
della Fisica della Materia Condensata.

verifica delle conoscenze: discussione con gli studenti ed esame orale finale
Assessment criteria of knowledge

The student will be assessed on his/her demonstrated ability - to discuss the main course contents using the appropriate terminology and - in advanced knowledge of theoretical concepts and methods of the quantum theory of Condensed Matter Physics.

 

  • knowledge check: discussion with students and final oral exam
Modalità di verifica delle capacità

Colloquio con studenti

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Metodi matemaici, Meccanica quantistica

Teaching methods

Delivery: face to face

Learning activities:

  • attending lectures
  • individual study

Attendance: Advised

Teaching methods:

  • Lectures
Programma (contenuti dell'insegnamento)
Il problema a molti corpi di elettroni e nuclei in interazione.
I metodi di Hartree e Hartree-Fock. Gas di elettroni omogeneo nell'approssimazione
di Hartree-Fock. Operatori a una e due particelle nel formalismo della seconda
quantizzazione. La teoria del funzionale densità. Stati elettronici nei solidi:
metodi per il calcolo delle bande di energia. Il metodo del legame stretto.
Il metodo delle onde piane ortogonalizzate Il metodo dello pseudopotenziale.
Il metodo della funzione di Green. Il metodo di ricorrenza. Eccitoni, plasmoni
e screening dielettrico nei cristalli. Eccitoni debolmente e fortemente legati.
Eccitazioni plasmoniche. Risposta lineare e funzione dielettrica longitudinale.
Modelli Thomas Fermi e Lindhard. Sistemi di elettroni e nuclei in interazione.
L'approssimazione di Born-Oppenheimer. Fogli di potenziale degenere e teorema
di Jahn-Teller. Teorema di Hellmann-Feynman e sua applicazione al calcolo delle
forze sui nuclei. Fase di Berry. Superconduttività
Syllabus

The many-body problem of electrons and nuclei in interaction. The methods of Hartree and Hartree-Fock. Homogeneous electron gas in the Hartree-Fock approximation. One- and two- particle operators in the formalism of second quantization. The density functional theory. Electronic states in solids: methods for the calculation of the energy bands. The method of Tight-binding. The method of orthogonalized plane waves The method pseudopotential. The method of Green's function. The method of Recurrence. Excitons, plasmons and dielectric screening in crystals. Weakly and strongly bound excitons. Plasmonic excitations. Linear response and longitudinal dielectric function. Thomas Fermi and Lindhard models. Systems of electrons and nuclei in interaction. The Born-Oppenheimer approximation. Degenerate potential sheets and Jahn-Teller theorem. Hellmann-Feynman theorem and its application to the calculation of the forces on the nuclei. Berry phase. Superconductivity

Bibliografia e materiale didattico

Riferimenti consigliati: G. Grosso and G. Pastori Parravicini, Solid State Physics (Academic, New York, 2014) J. Kittel, Quantum Theory of Solids (John Wiley, New York 1987) J. Callaway, Quantum Theory of the Solid State (Academic Press, New York 1974) M. Tinkham, Introduction to Superconductivity (Dover, Mineola 1996)

Bibliography

Suggested references: G. Grosso and G. Pastori Parravicini, Solid State Physics (Academic, New York, 2014) J. Kittel, Quantum Theory of Solids (John Wiley, New York 1987) J. Callaway, Quantum Theory of the Solid State (Academic Press, New York 1974) M. Tinkham, Introduction to Superconductivity (Dover, Mineola 1996)

Modalità d'esame

Orale

Ultimo aggiornamento 05/08/2021 18:00