Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών Πανεπιστημίου Κρήτης

Θεωρια Υλικων

Πρώτο μάθημα 29/9 ώρα 11-2 στο https://virtconf.materials.uoc.gr/b/ioa-cfh-r0y-f38.

Γ. Κοπιδάκης και Ι. Ρεμεδιάκης

Βαθμολογία

Ασκήσεις για το σπίτι

Ασκήσεις/διαγωνίσματα

Ο βαθμός του κάθε φοιτητή για κάθε βδομάδα προκύπτει από διαγωνίσματα ή ασκήσεις για το σπίτι, τα οποία είναι υποχρεωτικά για όλους. Στον τελικό βαθμό δεν θα μετρήσουν οι δυο χειρότεροι βαθμοί.

Ανακοινώσεις

• Το μάθημα διδάσκεται από τον Γ. Ρεμεδιάκη (από 29/9 έως 10/11) και τον Γ. Κοπιδάκη (από 17/11 έως 22/12).
• Το μάθημα της 29/9 θα γίνει με τηλεδιάσκεψη ώρα 11-2 στο https://teleconf.materials.uoc.gr/b/ioa-cfh-r0y-f38. Θα χρησιμοποιηθεί επίσης η σελίδα https://teleclass.materials.uoc.gr/courses/PGRAD103/.
• Στα διαγωνίσματα της κβαντομηχανικής (1-7) και στην πρόοδο μπορείτε να χρησιμοποιείτε το βιβλίο του Τραχανά.

Description of QM lectures

1. Introduction to Quantum Mechanics. Hilbert space and hermitian operators (1, 3.1, 4.1, 9.1-9.4, 10.1, 10.2, 4.1, 4.2).(1/3-29 και 2/71-86)
2. Operator algebra. The postulates of Quantum mechanics (9.5, 9.6, 3.4, 3.5, 4.3, 4.4). (1/29-38, 2/86-99, 2/107-110, 4/169-176,182-184, 1/16-18,22-25,27-29)
3. Eigenvalues of selected operators. Ehrenfest theorem, uncertainty principle. (1.2, 2.2, 4.4, 10.4, 10.5).(3/119-131,3/144-150)
4. Harmonic Oscillator (5.1, 5.2, 10.6). ( 5/233-248)
5. Angular momentum (11.1-11.4).(6/263-276)
6. Spin, addition of angular momenta (16.1-16.5,17.5).(7/298-313,318-326)
7. Many-body systems (21.1, 22.4, 22.5).(8/all)

Description of Quantum Theory of Solids lectures

1. Condensed matter physics: from atoms (ions-electrons) to solids. Equilibrium structures at minimum energy, Coulomb potential energy and quantum kinetic energy, Heisenberg's uncertainty principle and minimum kinetic energy, Pauli's exclusion principle, atoms, size and energy, formation of molecules and solids, estimate of values for basic properties of elemental solids using fundamental principles and dimensional analysis. homework.
2. The problem of electrical resistivity and conductivity, Drude formula. Atomic structure and bonding and the properties of solids, crystal lattices. Adiabatic (Born-Oppenheimer), independent particle, harmonic approximation. Periodicity, Bloch theorem, origin of energy bands and gaps. One-dimensional "crystals", chain of classical coupled harmonic oscillators and phonon bands. homework.
3. Linear combination of atomic orbitals, diatomic molecule. One-dimensional tight-binding model, analogy with coupled harmonic oscillators. Bands and gaps for more than one orbital per atom, diatomic unit cell. Electrons in a conduction band, free electron model, Fermi energy, total (kinetic) energy, density of states homework.
4. Semiclassical theory of conduction in metals, dc conductivity, materials response to EM field, dielectric function, oscillators model for conductivity and dielectric function, properties and uses of dielectric function homework.
5. Conduction in semiconductors, electrons and holes, carriers effective mass, semiconductors conductivity, carriers mobility and concentration, temperature dependence, chemical potential and Fermi energy homework.
6. Extrinsic conductivity in semiconductors, impurities, donors, acceptors, Fermi level position in extrinsic semiconductors, temperature dependence, carriers lifetime. Short review of the 2nd part of the course. The case of a 'simple', 'real' and 'modern' material homework.

1. Ε.Ν. Οικονόμου, «Φυσική Στερεάς Κατάστασης, Τόμος Ι: Mέταλλα, Ημιαγωγοί, Μονωτές», ΠΕΚ, Ηράκλειο 1997, από Κεφ. 1, 2, 3, 6, 9, 12.
2. C. Kittel, «Εισαγωγή στη Φυσική Στερεάς Καταστάσεως», 5η Έκδοση, μετάφραση στα Ελληνικά Χ. Παπαγεωργόπουλου, ‘Εκδοση Γ. Πνευματικού, Αθήνα 1979, από Κεφ. 6-10.
3. Σ. Τραχανά, «Κβαντομηχανική I: Θεμελιώδεις Αρχές, Απλά Συστήματα, Δομή της Ύλης. Μια Βασική Εισαγωγή για Φυσικούς, Χημικούς και Μηχανικούς», ΠΕΚ, Ηράκλειο 2005, από Κεφ. 11-14.