ECTS - University of Pisa
Gli studenti che completeranno il corso saranno in grado di interpretare le fenomenologie sperimentali principali della materia condensata e avranno acquisito una buona conoscenza delle proprietà strutturali, elettroniche e ottiche dei solidi.
The student who successfully completes the course - will have the ability to interpret the main experimental phenomenology of condensed matter - will obtain a sound knowledge of structural, electronic, optical and vibrational properties of solids.
Esame orale. Verrà valutata la capcità degli studenti di (i) discutere - usanto la corretta terminologia - i principali argomenti del corso; (ii) interpretare le principali fenomenologie sperimentali dei solidi, alla luce dei concetti fondamentali introdotti durante il corso.
Oral exam. The students will be assesses on their ability to discuss the main course topics using the appropriate terminology and on their ability to interprent the main experimental phenomenology of solids in terms of the fundamental concepts introduced during the course.
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Quantum Mechanics
Quantum Mechanics
L'insegnamento si svolgerà soprattutto con le lezioni frontali e con alcune esercitazioni. La frequenza non è obbigatoria, ma raccomandata.
Teaching will mainly consist of frontal lectures, with few "practical" exercitations. Attendance is not mandatory, but advised.
Elettroni in un potenziale periodico unidimensionale. Tunneling di elettroni attraverso un potenziale periodico. Velocità, quasi-momento e massa effettiva di un elettrone in una baa. Descrizione geomtrica dei cristalli: cristallo diretto e reciproco. Scattering di Von Laue e di Bragg. Gas elettronico di Drude. Teoria di Sommerfeld. Energia e densità degli stati di un sistema bi- e tri-dimensioanle in campo magnetico. Effetto De Haas van Alphen. Diamagnetismo di Landau e paramagnetismo di Pauli. Effetto Hall. Livelli energietici elettronici nei solidi. Metodi di calcolo per la struttura a bande. Approssimazione di Born.Oppenheimer. Teoria del cristallo armonico. Fononi. Proprietà ottiche dei semiconduttori e degli isolanti. Trasporto di carica nei semiconduttori intrinseci e drogati. Livello di Fermi nei semiconduttori intrinseci. Legge di azione di massa. Livelli donori e accettori. Livello di Fermi nei semiconduttori drogati. Dinamica dei portatori. Equazione di continuità per i protatori minoritari. Giunzione bipolare.
Electrons in a one-dimensional periodic potential. Electron tunneling through a periodic potential. Velocity, quasimomentum and effective mass of an electron in a band. Geometric description of crystals: direct and reciprocal lattices. Von Laue and Bragg scattering. The Drude electron gas. The theory of Sommerfeld. Energy and density of states of a two-and three-dimensional electron gas in a magnetic field. De Haas van Alphen effect. Landau diamagnetism and Pauli paramagnetism. Hall effect. Electronic energy levels in solids. Methods of calculating band structures. The Born-Oppenheimer approximation. Theory of harmonic crystal. Phonons. Optical properties of semiconductors and insulators. Charge transport in intrinsic and doped semiconductors. Fermi level in intrinsic semiconductors. Law of mass action. Donor and acceptor levels. Fermi level in doped semiconductors. Dynamics of the carriers. Continuity equations for minority carriers. Bipolar junctions.
Riferimenti bibliografici suggeriti:
Suggested references:
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Esame orale.
Oral exam.
