Lý thuyết chất rắn

- ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN.
- ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC LÝ THUYẾT CHẤT RẮN 1.
- Đơn vị: Bộ môn vật lý lý thuyết, Khoa Vật Lý, Trường ĐHKH Tự Nhiên.
- Phone Fax Email: [email protected] - Các hướng nghiên cứu chính : Nghiên cứu lý thuyết về cấu trúc và các hiệu ứng nhiệt động của các hệ vật chất.
- Thông tin chung về môn học - TÊN MÔN HỌC : ĐIỆN ĐỘNG LỰC HỌC.
- (Ghi chú : Thực hành qua thảo luận, ứng dụng lý thuyết đã học.
- VẬT LÝ - Đánh giá:.
- Kiểm tra giữa kỳ (45').
- Môn học bắt buộc.
- Môn học trước:.
- Lý thuyết trường lượng tử, Thống kê lượng tử..
- Nghe giảng lý thuyết trên lớp.
- Thảo luận, trên lớp theo chủ đề môn học..
- Đơn vị phụ trách môn học.
- Bộ môn vật lý lý thuyết, Khoa vật lý, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên..
- Mục tiêu môn học.
- Mục tiêu về kiến thức và kỹ năng: Nắm được các vấn đề cơ bản của môn học.
- Cấu trúc và tính chất đối xứng của vật rắn.
- Các trạng thái của điện tử và cấu trúc vùng năng lượng.
- Khí Fermi trong vật rắn.
- Tương tác của photon với vật rắn.
- Một số phương pháp xác định cấu trúc của vật rắn.
- Các cơ sở vật lý của hệ cấu trúc nanô..
- Sau môn học có khả năng tự đọc các giáo trình vật lý lý lý thuyết, áp dụng các kiến thức vào các ngành khác như: Vật lý chất rắn, Khoa học vật liệu và một số ngành khác.
- Tóm tắt nội dung môn học.
- Lý thuyết chất rắn là mụn học với thời lượng 2 tín chỉ nhằm cung cấp cho người học những kiến thức cơ bản về các vấn đề cơ bản trong nghiên cứu vật rắn như: Cấu trúc và tính chất đối xứng của vật rắn, Dao động mạng và phonon, Các trạng thái của điện tử và cấu trúc vùng năng lượng, Khí Fermi trong vật rắn, Tương tác của photon với vật rắn, Một số phương pháp xác định cấu trúc của vật rắn và Các cơ sở vật lý của hệ cấu trúc nanụ.
- Các phương pháp cổ điển, lượng tử và lượng tử hóa thứ cấp được sử dụng một cách thích hợp để dẫn giải các nội dung khoa học trong các bài giảng.
- Chương trỡnh nhằm trang bị cho người học những kiến thức cơ bản, những công cụ tính toán, những phương pháp quan trọng, cũng như tiếp cận những vấn đề hiện đại của lý thuyết chất rắn.
- Nội dung chi tiết môn học Tuần.
- Nội dung.
- C Ch­¬ng 1 : CÊu tróc vµ tÝnh chÊt ®èi xøng cña vËt r¾n 7 1.1.
- CÊu thµnh vËt r¾n vµ thÕ liªn kÕt gi÷a c¸c nguyªn tö 7 1.2.
- C Ch­¬ng 2 : Dao ®éng m¹ng vµ phonon 2.1.
- Ph­¬ng tr×nh chuyÓn ®éng cña dao ®éng m¹ng 2.2.
- Dao ®éng trong hÖ mét chiÒu gåm mét lo¹i nguyªn tö 2.3.
- Dao ®éng trong hÖ mét chiÒu gåm hai lo¹i nguyªn tö 2.4.
- Dao ®éng trªn m¹ng thùc-Dao ®éng ®Þnh xø 2.5.
- L­îng tö hãa c¸c dao ®éng m¹ng.
- NhiÖt dung cña m¹ng tinh thÓ 2.10.MËt ®é tr¹ng th¸i 2.11.T­¬ng t¸c phonon-phonon 2.12.HiÖu øng phi ®iÒu hßa vµ d·n në nhiÖt.
- Ch­¬ng 3 : C¸c tr¹ng th¸i cña ®iÖn tö vµ cÊu tróc vïng n¨ng l l­îng 3.1.
- C¸c ®iÖn tö tù do trong vËt r¾n.
- NhiÔu x¹ cña c¸c ®iÖn tö hãa trÞ.
- M« h×nh ®iÖn tö gÇn tù do.
- M« h×nh ®iÖn tö liªn kÕt m¹nh.
- Ph­¬ng ph¸p gØa thÕ m« h×nh.
- Ph©n lo¹i vËt r¾n theo cÊu tróc vïng n¨ng l­îng.
- CÆp ®iÖn tö-lç trèng, c¸c tr¹ng th¸i t¹p chÊt trong b¸n dÉn 3.10.Ph­¬ng ph¸p k.p vµ ph­¬ng ph¸p khèi l­îng hiÖu dông..
- C Ch­¬ng 4 : KhÝ Fermi trong vËt r¾n 4.1.
- Thèng kª Fermi ®èi víi c¸c ®iÖn tö.
- §ãng gãp cña ®iÖn tö vµo nhiÖt dung cña vËt r¾n 4.4.
- NhiÔu x¹ cña ®iÖn tö trong tinh thÓ lý t­ëng 4.5.
- NhiÔu x¹ cña ®iÖn tö trong tinh thÓ cã dao ®éng 4.6.
- C¸c ®iÖn tö trªn mÆt tinh thÓ 4.8.
- T­¬ng t¸c ®iÖn tö-®iÖn tö vµ che ch¾n tÜnh 4.9.
- T­¬ng t¸c ®iÖn tö-phonon 4.10.KÝch thÝch tËp thÓ cña khÝ ®iÖn tö.
- T­¬ng t¸c hiÖu dông (lùc hót) gi÷a c¸c ®iÖn tö 5.2.
- Tr¹ng th¸i liªn kÕt cña c¸c cÆp ®iÖn tö-CÆp Cooper 5.3.
- Tr¹ng th¸i c¬ b¶n cña khÝ ®iÖn tö siªu dÉn 5.4.
- C Ch­¬ng 6: VËt r¾n trong tr­êng ngoµi tÜnh, tõ tÝnh 6.1.
- §iÖn tö tù do trong ®iÖn tr­êng 6.2.
- §iÖn tö tù do trong tõ tr­êng vµ c¸c møc Landau 6.3.
- §iÖn tö trong tõ tr­êng m¹nh.
- C Ch­¬ng 7 : T­¬ng t¸c cña photon víi vËt r¾n 7.1.
- Lý thuyÕt vÜ m« vÒ t­¬ng t¸c cña ¸nh s¸ng víi vËt r¾n 7.2.
- T­¬ng t¸c ®iÖn tö-photon víi c¸c chuyÓn dÞch trùc tiÕp 7.4.
- T­¬ng t¸c ®iÖn tö-photon víi c¸c chuyÓn dÞch gi¸n tiÕp 7.5.
- Phæ quang ®iÖn tö 8.3.
- C­êng ®é phæ quang ®iÖn tö theo m« h×nh ba giai ®o¹n 8.6.
- Lý thuyÕt XAFS trong c¸c phÐp gÇn ®óng 8.10.C¸c hiÖu øng dao ®éng nhiÖt trong lý thuyÕt XAFS 8.11.C¸c cumulant theo m« h×nh Einstein t­¬ng quan phi ®iÒu hßa.
- Nguyễn Văn Hùng, Lý thuyết chất rắn, NXB.
- Đào Trần Cao, Cơ sở Vật lý Chất rắn, NXB.
- Hình thức tổ chức dạy học Nội dung.
- Lý thuyết.
- Nội dung 1 xột Cấu trúc và tính chất đối xứng của vật rắn, cụ thể là các vấn đề sau:.
- 13 N Nội dung 2 xột Dao động mạng và phonon Phương trình chuyển động của dao động mạng, Dao động trong hệ một chiều gồm một loại nguyên tử, gồm hai loại nguyên tử, Dao động trên mạng thực-Dao động định xứ Lượng tử hóa các dao động mạng.
- 15 N Nội dung 3 xột Các trạng thái của điện tử v và cấu trúc vùng năng lượng như: Nhiễu xạ của các điện tử hóa trị , Mô hình điện tử gần tự do, Mô hình điện tử gần tự do, Mô hình điện tử liên kết mạnh, Mô hình sóng phẳng trực giao, Mô hình sóng phẳng liên kết, Phương pháp gỉa thế mô hình, Phân loại vật rắn theo cấu trúc vùng năng lượng, Cặp điện tử-lỗ trống, các trạng thái tạp chất trong bán dẫn, Phương pháp k.p và phương pháp khối lượng hiệu dụng..
- 15 N Nội dung 4 xột Khí Fermi trong vật rắn: Thống kê Fermi đối với các điện tử, Thống kê các hạt tải điện tích trong bán dẫn, Thống kê các hạt tải điện tích trong bán dẫn, Đóng góp của điện tử vào nhiệt dung của vật rắn, Nhiễu xạ của điện tử trong tinh thể lý tưởng, Nhiễu xạ của điện tử trong tinh thể có dao động, Hệ số Debye-Waller, Các điện tử trên mặt tinh thể, Tương tác điện tử-điện tử và che chắn tĩnh, Tương tác điện tử-phonon..
- Tuần thứ 1 Hình thức tổ chức dạy học.
- Nội dung chính.
- N Trong nội dung 1 xét CÊu tróc vµ tÝnh chÊt ®èi.
- Chia nhóm thảo luận lý thuyết và các vấn đề liên quan..
- Tự học, tự nghiên cứu.
- Tuần thứ 2 đến tuần thứ 3 Hình thức tổ chức dạy học.
- N Trong nội dung 2 xét Dao ®éng m¹ng vµ phonon : Ph­¬ng tr×nh chuyÓn ®éng cña dao ®éng mạng;.
- Dao ®éng trong hÖ mét chiÒu gåm mét lo¹i nguyªn tö, gåm hai lo¹i nguyªn tö, Dao ®éng trªn m¹ng thùc-Dao ®éng ®Þnh xø, L­îng tö hãa c¸c dao ®éng m¹ng.
- Tuần thứ 5 đến tuần thứ 6 Hình thức tổ chức dạy học.
- Trong nội dung 3 xột Các trạng thái của điện tử và cấu trúc vùng năng lượng như: Nhiễu xạ của các điện tử hóa trị, Mô hình điện tử gần tự do, Mô hình điện tử liên kết mạnh, Mô hình sóng phẳng trực giao, Mô hình sóng phẳng liên kết, Phương pháp gỉa thế mô hình, Cặp điện tử-lỗ trống, các trạng thái tạp chất trong bán dẫn, Phương pháp k.p và phương pháp khối lượng hiệu dụng..
- Chia nhóm thảo luận lý thuyết và các vấn đề ứng dụng.
- SV tự học và nghiên cứu ứng dụng..
- Tuần thứ 7 đến tuần thứ 8 Hình thức tổ chức dạy học.
- Trong nội dung 4 xột Khí Fermi trong vật rắn: Thống kê Fermi đối với các điện tử, Thống kê các hạt tải điện tích trong bán dẫn, Thống kê các hạt tải điện tích trong bán dẫn, Đóng góp của điện tử vào nhiệt dung của vật rắn, Nhiễu xạ của điện tử trong tinh thể lý tưởng, Nhiễu xạ của điện tử trong tinh thể có dao động, Hệ số Debye-Waller, Các điện tử trên mặt tinh thể, Tương tác điện tử-điện tử và che chắn tĩnh, Tương tác điện tử-phonon..
- Chia nhóm thảo luận lý thuyết và ứng dụng..
- SV tự học và nghiên cứu các ứng dụng..
- Chính sách đối với môn học và các yêu cầu khác của giảng viên - Cách thức đánh giá, sự hiện diện trên lớp, mức độ tích cực tham gia các hoạt động trên lớp, các qui định về thời hạn, chất lượng các bài tập, bài kiểm tra….
- Phương pháp, hình thức kiểm tra - đánh giá kết quả học tập môn học - Phân chia các mục tiêu cho từng hình thức kiểm tra - đánh giá - Kiểm tra – đánh giá thường xuyên - Kiểm tra - đánh giá định kì - Bao gồm các phần sau (trọng số của từng phần do giảng viên đề xuất, chủ nhiệm bộ môn thông qua.
- Hoạt động theo nhóm - Kiểm tra - đánh giá giữa kì - Kiểm tra - đánh giá cuối kì - Các kiểm tra khác 9.1.
- Phương pháp đánh giá môn học: TT.
- Phương pháp đánh giá.
- Kiểm tra giữa học kỳ.
- Tiêu chí đánh giá các loại bài tập - Lịch thi, kiểm tra (kể cả thi lại)