Irakasgai honen helburua ikasleek solidoen elektroien eta sarearen dinamika ezagutzea da. Irakasgaian modo eraginkorrean lan egiteko, aurreko urtean landutako Fisika Kuantikoaren oinarrien ezagutza maila nahikoa dutela ikasleek onartzen da. Irakasgai honetan, Fisika Kuantikoaren printzipioak eta tresnak hedatu egingo dira atomo eta molekuletik kristal solidoetara.

Irakasgai honetan, elektroien dinamika eta solidoaren sarearekin lotutako gertaera fisikoak ezagutzea da. Fisika Kuantikoari buruzko ezaguera maila ona da beharrezkoa. Fisika Kuantikoa atomo eta molekulen gainean aplikatzeaz gain, irakasgai honetan solidoen gainean ere aplikatu egiten dela ikasiko da.



Ondoko konpetantzia hauek landuko dira irakasgaian (parentesi artean, titulazioaren konpetentzia espezifikoak eta "Egoera Solidoaren Fisika" M07 Modulukoak adierazi dira):



- Egoera Solidoaren Fisikaren oinarrizko kontzeptuak antolatzeko, eta ikasteko gai izan. Horretarako, derrigorrezko bibliografia eta eskolan proposatutako ariketak landuko dira (G001, G005, G006, M07CM02 eta M07CM03).



- Elektroien dinamika eta solidoaren sarearekin lotutako gertaera fisikoen eredu teoriko erabilienak ezagutu eta ulertu: Drude-ren eradua, Bloch-en teorema, elektroi-banden teoria, lotura estutuen metodoa, sare-bibrazioen hurbilketa harmonikoa eta erdieroaleen teoria. (G002 y M07CM01)



- Elektroien dinamika eta solidoaren sarearekin erlazionatutako datu esperimentalak aztertu eta interpretatu. (G004 y M07CM01)

1- Sarrera.

Born eta Oppenheimer-en hurbilketa. Elektroiak solidoetan. Partikula independienteak. Energia-bandak. Metalak, isolatzaileak eta erdieroaleak.



2-Drude-ren eredua

Sarrera. DC eroankortasuna. Hall efektua eta magnetoerresistentzia. AC eroankortasuna. Eroankortasun termikoa eta efektu termoelektrikoak.



3- Sommerfeld-en eredua

Elektroi askeen eredua. Elektroi-gasaren oinarrizko egoera. Fermi eta Dirac-en estatistika. Elektroi-gasaren ezaugarri termikoak. Eroankortasun elektrikoa eta eroankortasun termikoa.



4- Kristal sareak

Bravais-en sareak. Adibideak. Gelaxka primitiboa, zentratua eta Wigner eta Seitz-en gelaxka. Egitura kristalinoak. Adibideak. Elkarrekiko sarea: definizioak eta adibideak. Brillouin-en zonaldea.



5- Elektroiak kristaletan

Potentzial periodikoa. Bloch-en teorema. Born eta Von Karman-en baldintzak. Fermi-ren gainazala. Egoeren dentsitatea. Elektroiak potentzial ahulean: perturbazioen teoria. Energia gap-ak. Energia bandak dimentsio bakar batean eta hiru dimentsiotan. Elektroiak gogorki lotuta: LCAO eredua. Eredua dimentsio bakar batean eta hiru dimentsiotan.



6- Dinamika bibrazionala

Hurbilketa harmonikoa. Sare-bibrazioa. Adibideak: dimentsio bakarreko sare monoatomikoa. Mugalde baldintzak. Dimentsio bakarreko sare poliatomikoa. Modo akustiko eta optikoak. Hiru dimentsioko sare monoatomikoa. Matrize dinamikoa. Dispertsio erlazioak. Elastizitate teoria eta sare-bribazioaren arteko erlazioa. Simetriaren eragina. Zeharkako eta luzetarako modoak. Dulong eta Petit-en legea.



7- Kristal harmonikoaren teoria kuantikoa

Kuantizazioa. Erlazio orokorrak. Sortze eta deuseztapen eragileak. Bibrazio energia. Fonoien banaketa tenperaturaren arabera. Bero ahalmena. Adierazpen diskretuak eta jarraituak. Modoen dentsitatea. Einstein-en eredua eta Debye-ren eredua. Debye-ren tenperatura.



8- Erdieroaleak

Ezaugarri orokorrak. Banda-egitura. Eramaileak oreka termikoan. Erdieroale intrintseko eta estrintsekoa. Erdieroale inhomogeneoak. p-n lotura.

(GA) Ikasgelako praktikaren zati bat, idatzizko azterketa partzial moduan ebaluatuko da (ikus ebaluazioari buruzko azalpena).

• Azken Ebaluazioaren Sistema
• Kalifikazioko tresnak eta ehunekoak:
  • Garatu beharreko proba idatzia (%): 90
  • Praktikak egitea (ariketak, kasuak edo buruketak) (%): 10

Ebaluazio irizpideak:



P= Kurtsoan egindako kontrolak, ariketak.



E= Idatzizko azterketa



Azkeneko emaitza = 0.1*P + 0.9*E



Baldintza sanitarioek aurrez aurre ebaluazioa egitea eragotziko balute, aurrez aurre ez den ebaluazioa aktibatuko da, ikasleei berehala jakinaraziko zaiena.

Ez-ohiko deialdian (ekaina-uztaila), irakasgaiaren emaitza azterketaren emaitza (%100a) izango da.



Baldintza sanitarioek aurrez aurre ebaluazioa egitea eragotziko balute, aurrez aurre ez den ebaluazioa aktibatuko da, ikasleei berehala jakinaraziko zaiena.

* N. W. Ashcroft y N. D. Mermin, "Solid State Physics", Saunders College Publishing 1976.

Liburu hau hasieratik erabiliko da. Komenigarria da liburu hau ikasturtea hasi baino lehen edukitzea.

Oinarrizko bibliografia

* N. W. Ashcroft y N. D. Mermin, Solid State Physics, Saunders College Publishing 1976.



* C. Kittel, Introducción a la Física del Estado Sólido, Springer 1995.