ECTS - EUROPEAN CREDIT TRANSFER SYSTEM
PROGRAMMA SOCRATES/ERASMUS I ROMA01
CONSIGLIO DI AREA DIDATTICA IN SCIENZE E TECNOLOGIE FISICHE, SCIENZE
FISICHE E SCIENZE DELL’UNIVERSO
DIPARTIMENTO DI FISICA
ANNO ACCADEMICO 2012-2013
CORSO DI LAUREA
(CdLs) SPECIALISTICA
Denominazione CdLS:
Sede
Dipartimento di Fisica – P.le A. Moro, 2 – 00185 Roma
Sito Web
Codice CdL
INSEGNAMENTO
"Fisica, curriculum Fisica della Materia "
http://www.phys.uniroma1.it
16076
Materia condensata
Denominazione
Settore Scientifico-disciplinare (SSD)
Crediti ECTS
9
Anno di corso
1
Codice esame
FIS/03
Tipo attività formativa
Semestre
Docente(i) titolare (i)
dell’insegnamento
Prof. M. Capizzi
Orario di ricevimento
Martedì e Giovedì dalle 12 alle 13
Pre-requisiti
Struttura della materia
1022384
caratterizzante
Primo
Completare lo studio delle proprieta’ elettroniche e vibrazionali delle molecole poliatomiche,
introducendo modi normali di vibrazione e ruolo della simmetria. Estendere tali nozioni ai solidi
con simmetria traslazionale. Evidenziare il ruolo delle curve di dispersione dell’energia e del
(conoscenze e competenze) principio di Pauli nelle proprieta elettriche, ottiche e vibrazionali dei solidi. Studiare le giunzioni
e qualche dispositivo correlato. Ampliare le conoscenze delle tecniche d'indagine sperimentale.
To study the electronic and vibrational properties of polyatomic molecules by introducing the
normal modes of vibration and the role of symmetry. To extend these methods to solids with
translational symmetry. To highlight the role of the energy dispersion curves and of the Pauli’s
principle in the electronic, optical and vibrational properties of solids. To illustrate junctions
and related devices. To extend the knowledge of experimental techniques of investigation.
Obiettivi formativi
dell’insegnamento
Programma di massima
Bibliografia
Metodo variazionale per una base finita. Molecole poliatomiche cicliche. Il benzene. Tight
binding a primi vicini. Teorema di Bloch. Legami nei solidi. Reticolo diretto e reciproco. Zona di
Brillouin. Modello a elettrone quasi libero, effetto di un debole potenziale cristallino. Modello a
tight binding nei solidi. Densita’ degli stati. Modelli di Drude e Sommerfeld per la conducibilita’.
Bande di energia, gap diretta e indiretta. Massa efficace e mobilita’ dei portatori. Semiconduttori e equazioni semiclassiche del moto. Concentrazione dei portatori nei semiconduttori.
Effetto Hall, magnetoresistenza. Equazione di Boltzman. Corrente di deriva. Risonanza
ciclotronica. Livelli di Landau. Modi normali nelle molecole poliatomiche e nei solidi. Cenni di
teoria dei gruppi. Calore specifico nei modelli di Debye e Einstein. Invarianza del livello di
Fermi. Relazione di Einstein, equazione di continuita’ e di diffusione. Caratteristica I-V di una
giunzione bipolare. Diodo tunnel. Fotodiodi e celle solari. LED e fibre ottiche. Maser ad
ammoniaca. Laser a tre e a quattro livelli, a gas, stato solido e a giunzione. (BJT, FET e CCD)
Variational method for a finite basis. Cyclic polyatomic molecules. Benzene. Tight binding.
Bloch theorem. Bonds in solids. Direct and reciprocal lattice. Brillouin zone. Quasi free-electron
model for a weak crystalline potential. Tight binding for solids. Density of states. Drude and
Sommerfeld models for conductivity. Energy bands, direct and indirect band gap. Carrier
effective mass and mobility. Semiconductors and semiclassical transport equations. Carrier
concentration in semiconductors. Hall effect, magnetoresistance. Boltzman equation. Drift
current. Cyclotron resonance. Landau levels. Normal modes for polyatomic molecules and
solids. Hints of group theory. Debye and Sommerfeld models for specific heat. Invariance of
Fermi level. Einstein relation, continuity and diffusion equations. I-V characteristic of a bipolarjunction. Tunnel diode. Photodiodes and solar cells. LED and optical fibers. Ammonia maser.
Three- and four-level lasers. Gas, solid state, and junction laser. (BJT, FET, and CCD)
Solid State Physics, N.W. Ashcroft, N.D. Mermin, Saunders;
Introduction to Solid State Physics, C. Kittel, Wiley.
sito docente: http://chimera.roma1.infn.it/G29/capizzi/CapizziHome.html
Modalita’ di apprendimento ed insegnamento
Impegno per
l’apprendimento
espresso in ORE
Modalità dell’esame e
peso %
Commissione d’esame
Lezioni e
Seminari
Laboratorio assistito o
Esercitazioni
Studio
individuale
Totale
ore
72
----
153
225
Prove in itinere
Prova Scritta
Prova Orale
40/0
0/40
60
M. Capizzi, P. Calvani, A. Polimeni, F. De Luca
Tesina o relazione laboratorio
100 %
Orario delle lezioni
Calendario esami