Física (plan 2002) 2023-1

Optativas, Estado Sólido II

EL CURSO ESTÁ PLANEADO PARA LLEVARSE A CABO PRESENCIAL.

Durante la semana de inscripciones se acordará por telegram el horario entre los interesados. El enlace al grupo es el siguiente:

https://t.me/+TbwMf5XRTzg5ZThh

Cuando el grupo de telegram esté disponible por favor lean los mensajes anclados.

En la primera reunión se revisará la descripción del curso y detalles que posiblemente hayan sido omitidos.

Posteriormente, se reafirmarán los acuerdos con aquellos inscritos.

Nuestros correos en la página de la facultad están actualizados.

Objetivos

Presentar algunos de los conceptos centrales del estado sólido tales como propiedades mecánicas, electrónicas, térmicas y magnéticas de los sólidos de tal manera que permitan al estudiante comprender los textos avanzados y la literatura científica. Y presentar la física del estado sólido que va más allá de la teoría de bandas de un solo electrón, así como algunas aplicaciones a propiedades específicas de sólidos.

Se implementarán métodos de enseñanza y evaluación que permitan que estudiantes formulen y respondan sus propias preguntas con base en el contenido y guía del curso. De esta forma al finalizar el semestre podrán presentar un proyecto relacionado con los temas abordados a lo largo del curso.

Se pretende motivar al estudiante a realizar investigación y reforzar los conocimientos previamente adquiridos.

Se recomienda haber llevado previamente el curso Mecánica Cuántica.

Criterios*

40% Exámenes

40% Tareas

20% Proyecto Final

Los exámenes podrán tener modalidad de 2 horas para resolverse, o de tarea-examen con 24 horas para su solución; la dificultad será proporcional al tiempo de resolución.

Las tareas serán enviadas a la plataforma de Classroom del grupo semanalmente con un plazo de entrega de una semana.

El proyecto final constará de la entrega de un artículo, una presentación ante grupo, y una entrevista individual con el profesor y ayudante.

*En cuanto a exámenes y tareas podrán discutirse cambios al inicio o final del semestre.

Contenido.

Correlación Electrónica

Funciones de onda de muchas partículas.

Teoría de Hartree.

Teoría de Hartree-Fock.

Correlación e intercambio.

Propiedades estructurales

Cristalografía.

Difracción.

Defectos cristalinos.

Fonones y propiedades térmicas

Aproximación armónica.

Ondas elásticas y modos normales.

Teorías de calor específico.

Electrones en el sólido

Sólidos iónicos.

Sólidos covalentes.

Metales.

Teoría de bandas

Orbitales cristalinos en una dimensión.

Modelo de Kronig-Penney.

Las funciones de Bloch.

La teoría LCAO.

Estructuras de bandas en tres dimensiones.

Defectos, impurezas y superficies

Clasificación estructural y electrónica de los defectos.

Semiconductores con impurezas.

Defectos en sólidos iónicos.

Procesos de difusión.

Cambios de fase.

Propiedades ópticas

Relaciones de Kramers-Kroning.

Dispersión elástica: Espectros de transmitancia, reflectancia y absorción.

Exitones de Frenkel y de Mott.

Dispersión inelástica: Espectros Raman y luminiscencia.

Propiedades Magnéticas

Definiciones y ecuaciones básicas.

Ley de Curie-Weiss.

Diamagnetismo: Teorías clásica y cuántica.

Paramagnetismo: Teoría de Langevin, teoría de Brillouin y paramagnetismo de Pauli.

Ferromagnetismo: Teoría del campo molecular.

Bibliografía.

-Zettili, N., Quantum mechanics: concepts and applications, John Wiley & Sons, 2009.

- Davidov, A.S., Teoría del Sólido, Editorial MIR, Moscú, 1981.

- Kittel, C. Introduction to Solid State Physics, John Wiley & Sons, 1996.

-Aschroft, N., Mermin, D., Solid State Physics, 2002.

-Atkins, P. W., Friedman, R., Molecular quantum mechanics, Oxford University Press, 2005.

-Cox, P.A., The Electronic Structure and Chemistry of Solids, Oxford University, 1987

-Sutton, A.P., Electronic Structure of Materials, Oxford Science Publications, 1993

-Inkson, J.C., Many body theory of solids, Plenum Press, 1984.

-Henderson, Imbusch, Optical Spectroscopy of Inorganic Solids, Oxford, 1990.

-Blundell, S., Magnetism in Condensed Matter, Oxford Master Series in Physics, 2001.

De ser necesario se ampliará la bibliografía y se complementará con artículos que se enviarán al Classroom.