Personen | Personen nieuwe site | Google | Route | Contact Login 
Opleidingsonderdelen 2012-2013  
    
Solid state physics
Studiegidsnr:2001WETSSP
Vakgebied:Fysica
Semester:2e semester
Contacturen:60
Studiepunten:6
Studiebelasting:168
Contractrestrictie(s):Niet te volgen onder examencontracten
Instructietaal:Engels
Examen:2e semester
Lesgever(s)Jacques Tempère

 

Deze cursusinformatie is bedoeld om de student te ondersteunen bij het verwerken van de leerstof


1. Aanvangscompetenties

Bij aanvang van dit opleidingsonderdeel dient de student over de volgende competenties te beschikken:
Passieve beheersing van :
  • Nederlands
Een gedrukte syllabus is beschikbaar in het Nederlands.
Specifieke aanvangscompetenties voor dit opleidingonderdeel:
Je dient reeds een basiscursus vaste stoffysica en gevolgd te hebben en ondermeer vertrouwd te zijn met: fermi-oppervlakken, fononen, het Drude- en Sommerfeldmodel voor een metaal, kristalstructuur, en bandenstructuur.
Ook een basiskennis kwantummechanica is vereist, in het bijzonder het tweede kwantisatie formalisme.


2. Eindcompetenties

-Je kan de Hamiltoniaan in tweede kwantisatie opstellen voor een vaste stof, en je kan de elektron-elektron interactie en de elektron-fonon interactie tot op laagste orde in rekening brengen. Je kan perturbatierekening en variatierekening aanwenden om de energiedispersie en de levensduur van het polaron uit te rekenen.
-Je kan Feynmandiagrammen voor problemen uit de vaste stoffysica opstellen, en de amplitudo's en Greense functies die met deze diagrammen overeenkomen, uitrekenen.
-Je kan Greense functies interpreteren, en de quasideeltjes-energien en levensduren afleiden uit de Greense functie.
-Je kan de diagrammatische techniek gebruiken om dielectrische functies, optische respons, en plasmon en polariton dispersies uit te rekenen, alsook de conductiviteit van metalen.
-Je bent vertrouwd met het Kubo formalisme voor respons, en kan correlatiefuncties en responsfuncties van een materiaal aan een externe perturbatie uitrekenen.
-Je kent de Bardeen-Cooper-Schrieffer theorie van supergeleiding en je kan deze theorie aanwenden om basis-eigenschappen van supergeleiders uit te rekenen, met namde de kritische temperatuur, het kritisch magneetveld, de soortelijke warmte,de toestandsdichtheid en het isotoopeffect.



3. Inhoud

Eerst herhalen we het tweede kwantisatie formalisme, en passen het toe om het veeldeeltjesprobleem voor een vaste stof in zijn algemeenheid neer te schrijven, met inbegrip van de elektron-elektron interacties en de interacties tussen elektronen en verscheidene roosterexcitaties. Dan passen we zowel storingsrekening als variatierekening toe om materiaaleigenschappen te berekenen, zoals effectieve elektronmassa's, bulk elasticiteitsmoduli, enz.
Om de beperkingen van storingsrekening te omzeilen, moeten we de manier waarop perturbatiereeksen opgesteld worden systematizeren. Hiertoe voeren we Greense functies in, en leren hoe deze te interpreteren en hoe materiaaleigenschappen hieruit berekend kunnen worden. Om de Greense functies uit te rekenen, voeren het het Gell-Man & Low theorema in, het theorema van Wick, en de vacuum polarizatie renormalisatie. We vinden dat Feynman diagrammen toelaten om de Greense functies en andere amplitudes op een systematische manier uit te rekenen, en dat deze diagrammen gehersommeerd kunnen worden door middel van Dyson reeksen. We zien hoe diagramma toelaat om de amplitude die met een gegeven Feynman diagram overeenkomt uit te rekenen.
Dan passen we de diagrammatische technieken toe om dielektrische functies, optische respons, plasmon en polariton dispersierelaties, en conductiviteit van materialen uit te werken. Dit illustreert het gebruik van Greense functies en Feynman diagrammen in concrete veeldeeltjesproblemen.
De optische repsons brengt ons tot het volgende hoofdstuk, namelijk Kubo respons theorie, dat de resultaten veralgemeent naar ondermeer magnetische respons.
Ten slotte verkennen we een regime waar storingsreeksen vertrekkend van de Fermibol falen, en waar een variationele aanpak nodig is: De Bardeen-Cooper-Schrieffer theorie voor supergeleiding. We geven een overzicht van de eigenschappen en sleutelexperimenten die tot de ontwikkeling van deze BCS theorie leidden, en leiden de theorie af, en berekenen basiseigenschappen zoals de kritische temperatuur, het kritisch magneetveld, de soortelijke warmte, de toestandsdichtheid en het isotoopeffect.




4. Werkvormen
Contactmomenten:
  • Hoorcolleges
  • Oefeningensessies

  • Eigen werk:
  • Opdrachten:Individueel

  • Faciliteiten voor werkstudenten

    Andere:
    Contactmomenten buiten de werkuren mogelijk op afspraak. Oefeningen in zelfstudie, met nabespreking op afspraak.


    5. Evaluatievormen

    Permanente evaluatie:
  • Oefeningen
  • Medewerking tijdens de contactmomenten

  • Schriftelijk werkstuk:
  • met mondelinge toelichting


  • 6. Studiemateriaal

    6.1 Noodzakelijk studiemateriaal

    Je nota's tijdens de les.


    6.2 Facultatief studiemateriaal

    Het volgende studiemateriaal kan vrijblijvend bestudeerd worden.
    De syllabus van de cursus is beschikbaar bij de cursusdienst. Powerpoint presentaties zijn ook beschikbaar (via blackboard).

    "Solid State Physics, essential concepts", David W. Snoke, Pearson publishing, 2009
    "Condensed Matter Field Theory", Altland and Simons, Cambridge University Press, 2006
    "Quantum theory of many-body systems", Fetter and Walecka, McGraw Hill




    7. Contactgegevens en begeleiding

    Jacques Tempere
    Dept. Physics, CDE, room N0.17
    03/265 2688

    (+)laatste aanpassing: 03/04/2013 16:24 jacques.tempere