Física (plan 2002) 2025-1

Optativas, Introducción al Estado Sólido

Curso introductorio donde se presentan las diferentes propiedades físicas que caracterizan al sólido: la importancia de cómo se acomodan los átomos en el espacio, las fuerzas que mantienen su cohesión, el efecto del movimiento de los átomos dentro del sólido, modelo del electrón libre para conductores eléctricos y finalmente un modelo cuántico de los electrones dentro de un sólido cristalino.

En el semestre 2025-1 las clases serán presenciales. Se les enviarán notas de cada capítulo de manera regular; en total serán 4 tareas y 3 exámenes, la calificación final será 60% exámenes+40% tareas.

Horario Propuesto: martes y jueves, 12:00-13:30 hrs.

TEMARIO INTRODUCCIÓN AL ESTADO SÓLIDO Semestre 2025-1.

I CRISTALOGRAFÍA - Cristales, sólidos amorfos, cuasi-cristales. - Estructura cristalina, índices de Miller, ley de Bragg , red recíproca, análisis de Fourier de la base, zonas de Brillouin.

II FUERZA DE COHESIÓN EN CRISTALES - Interacción de Van der Waals, enlace iónico (constante de Madelung), enlace covalente.

III FONONES - Relaciones de dispersión (cadena lineal), densidad de estados fonónicos, - Capacidad calorífica de los cristales (modelos de Einstein y Debye).

IV MODELO DEL ELECTRÓN LIBRE - Distribución de Fermi-Dirac (concepto de la superficie de Fermi). -Densidad de estados electrónicos, capacidad calorífica de electrones libres, conductividad eléctrica y térmica de electrones libres (número de Lorenz), efecto Hall.

V BANDAS DE ENERGÍA - Teorema de Bloch, modelo de Kronig-Penney. - Aislantes, semiconductores y conductores. Concepto de masa efectiva y hueco.

VI SEMICONDUCTORES - Semiconductores intrínsecos y extrínsecos.

VII SUPERCONDUCTIVIDAD

BIBLIOGRAFÍA GENERAL a) Introduction to Solid State Physics; C. Kittel, John Wiley & Sons., Sexta edición. b) Solid State Physics; Harald Ibach and Hans Lüth, Springer-Verlag, 1990. c) Física del Estado Sólido y Semiconductores; J. P. McKelvey, ed. Limusa, México.

Prerrequisitos: las 4 físicas clásicas y el curso introductorio a la mecánica cuántica o cursarlo simultáneamente.

Evaluación: 60% exámenes, 40% tareas. No existe examen final ni reposición de parciales.