Elméleti szilárdtestfizika

Általános adatok

• Kód: BMETE11AF34
• Követelmény: 2/0/0/V/2
• Félév: 6. (tavasz)
• Előképzettség: Szilárdtestfizika alapjai, Kvantummechanika
• Nyelv: magyar
• Előadó: Virosztek Attila, egyetemi tanár
• Jelenléti követelmények: A félév végi aláírás feltétele az előadások legalább 50%-án való részvétel. A jelenlétet minden alkalommal ellenőrizzük.
• Félévközi számonkérések: ---
• Félév végi osztályzat: szóbeli vizsga alapján. A vizsga feltétele az aláírás megszerzése.

Időbeosztás

• Előadások: csütörtök 8-10, F. épület III. lépcsőház magasföldszint 1. (szemináriumi szoba)
• Konzultációk: csütörtök 10-11 (előzetes bejelentkezés alapján a virosztek.attila@wigner.mta.hu email címen);

Részletes tematika (egyben tételjegyzék)

Bloch-elektron mozgása külső erő hatására

Sebesség operátor várható értéke, mozgásegyenlet, hullámcsomag, kváziklasszikus közelítés feltételei.

Kváziklasszikus dinamika

Bloch-elektron homogén elektromos térben, Bloch oszcillációk, gyorsulás, effektív tömeg; Bloch-elektron homogén mágneses térben, zárt pálya periódusideje, ciklotron tömeg, valós térbeli pálya.

Kváziklasszikus mozgás Hamilton formalizmusa

Hamilton-függvény, mozgásegyenletek, Liouville-tétel, fázistérbeli sűrűségfüggvény, elektromos és hőáram, sűrűségfüggvény termikus egyensúlyban.

Boltzmann-egyenlet

A sűrűségfüggvény mozgásegyenlete, ütközési tag, részletes egyensúly elve, linearizált Boltzmann-egyenlet.

Relaxációs idő közelítés

Egyenáramú vezetőképesség, szabad úthossz, mozgékonyság; termikus effektusok, hővezetés, Seebeck- és Peltier-effektus.

Transzport időfüggő elektromos térben, és mágneses térben

Frekvenciafüggő vezetőképesség, összegszabály; Hall-effektus, mágneses ellenállás térfüggése.

Elektron-szennyező kölcsönhatás

Perturbációszámítás szennyezők esetén, átmeneti valószínűség, transzport élettartam, élettartam.

Elektron-fonon kölcsönhatás

Deformációs potenciál közelítés, elektron-fonon szórási folyamatok, megmaradási törvények, fémek ellenállásának hőmérsékletfüggése.

Félvezetők elektronszerkezete

A félvezetők általános tulajdonságai, a félvezető sávszerkezet kialakulása, jellegzetességei (Ge, Si, GaAs), effektív tömeg, állapotsűrűség, ciklotron rezonancia.

Töltéshordozók félvezetőkben

Töltéshordozó koncentráció és kémiai potenciál tiszta (intrinsic) félvezetőkben, sekély donor- és akceptornívók, töltéshordozó koncentráció és kémiai potenciál szennyezett (extrinsic) félvezetőkben.

Félvezető eszközök

p-n átmenet egyensúlyban és feszültség alatt (egyenirányítás), diffúzió, tranzisztor (erősítés), térvezérlésű tranzisztor (MOSFET), alagútdióda, félvezető lézer, LED.

Irodalom

Charles Kittel: Introduction to Solid State Physics, Wiley, New York (1986).
Neil W. Aschcroft and N. David Mermin: Solid State Physics, Sauders, Philadelphia (1976).
Sólyom Jenő: A modern szilárdtestfizika alapjai I-II, Eötvös Kiadó, Budapest (2009-2010).