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IngresarFísica (plan 2002) 2012-2
Optativas, Estructura Electrónica de los Materiales
| Profesor | Juan Carlos Alonso Huitrón | lu mi vi | 17 a 18 | P113 |
| Ayudante | Ana Luz Muñoz Rosas |
30/01/2012
ESTRUCTURA ELECTRONICA DE LOS MATERIALES (SEMESTRE 2012-2)PROFESOR: JUAN CARLOS ALONSO HUITRON, C-214, IIM-UNAM.
CLAVE: 2087,GRUPO: 8179,SALÓN: P 113
ÁREA: FISICA DE MATERIALES,CARÁCTER: OPTATIVO
CREDITOS: 8
HRS. TEÓRICAS: 3, Lu. Mi. Vi. 17:00 – 18:00 hrs.
Objetivos: Este curso tiene como objetivo introducir al alumno a una visión de los fenómenos electrónicos en los materiales empleando un enfoque moderno desde el punto de vista de la interacción entre orbitales atómicos. Se estudia las propiedades electrónicas basados en el enlace atómico localy el orden atómico presente en los sólidos, por lo que el curso es apropiado para aquellos estudiantes interesados en la ciencia de los materiales.
TEMARIO1.- INTRODUCCIÓN- Algunos conceptos matemáticos asociados a la mecánica cuántica
- El átomo de hidrógeno
- Metales, semiconductores y aislantes
2.- LA MOLÉCULA DIATÓMICA- La molécula diatómica homonuclear: la molécula de hidrógeno
- La molécula diatómica heteronuclear
- Electronegatividad
- Energía de enlace y orden de enlace
3.- CADENAS ATÓMICAS FINITAS E INFINITAS- Cadenas atómicas y el espacio k
- Orden de enlace en un sistema infinito
- Densidad de estados local y total
- Bandas de Energía y energía de enlace
- El teorema de los momentos
4.- SISTEMAS BIDIMENSIONALES Y TRIDIMENSIONALES- El sólido visto como una molécula gigante
- La red cuadrada y la red cúbica
- Las zonas de Brillouin para las redes fcc y bcc
- Ecuación de movimiento para un electrón bajo la presencia de un campo externo y el
concepto de masa efectiva
- El concepto de hueco
- La superficie de Fermi
- Densidad de estados electrónicos
- La matriz de densidad, orden de enlace y energía de enlace
- El teorema de los momentos para cristales bidimensionales y tridimensionales
5.- BRECHAS DE ENERGÍA- La cadena infinita con dos estados por átomo
- Distorsiones de Peierls
- Metales, aislantes y el enlace metálico
6.- ENLACES S-P: EL CASO DEL SILICIO- Enlaces s-p entre dos átomos de silicio
- Dependencia angular de las integrales de salto entre los enlaces s-p y p-p
- Orbitales híbridos s-p
- Modelos simples de las estructuras electrónicas en el enlace tetraédrico
- Estructura de bandas del silicio empleando una base atómica mínima
7.- TEORIA DEL ELECTRON LIBRE- Aproximación del electrón libre
- Electrones dentro de una caja y densidad de estados
- Bandas de energía calculadas a partir de la combinación lineal de orbitales atómicos
- Modelo del electrón casi libre
- Pseudos potenciales
- Apantallamiento
- Correlación e intercamnbio
8.- PROPIEDADES DE LOS METALES DENTRO DE LA APROXIMACION DEL ELECTRON LIBRE- Estadística de Fermi-Dirac
- Calor específico electrónico
- Conductividad eléctrica
- Conductividad térmica
- Ley de Widemann-Franz
- Efecto Hall
- Energía de cohesión en metales simples
Bibliografía básica-Sutton Adrian.P., Electronic Structure of Materials, Oxford Science Publications, oxford, 1993, ISBN 0-19-851754-8 (Recomendado como texto)Bibliografía complementaria-Harrison W.A., Electronic Structure and the Properties of Solids, The Physics of the Chemical Bond , Dover Publications, Ney York, 1989, ISBN 0-486-66021-4-Atkins P.W. and Friedman R.S., Molecular Quantum Mechanics, Oxford University Press, Oxford, 1997, ISBN 0-19-855947-X-Kittel C., Introduction to Solid State Physics (7th edition), John Wiley & Sons, New York (1996), ISBN 0 – 471 – 11181 – 3-Mckelvey John P., Física del Estado Sólido y de los Semiconductores, Limusa, México, (1980), ISBN 968 – 18 – 0431 – 7EvaluaciónTareas 50%-Exámenes 50%
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