Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.issp.ac.ru/univer/2004/prog.html
Дата изменения: Fri Oct 14 21:46:23 2005
Дата индексирования: Tue Oct 2 02:46:54 2012
Кодировка: Windows-1251

Поисковые слова: релятивистское движение
Курсы лекций Кафедры физики конденсированного состояния Подмосковного филиала МГУ

Курсы лекций Кафедры физики конденсированного состояния Подмосковного филиала МГУ

Содержание:

  • Современные аспекты физики твердого тела (академик РАН, профессор, д.ф-м.н. Ю.А.Осипьян)
  • Спектроскопия полупроводников и диэлектриков (академик (академик РАН, профессор, д.ф-м.н. В.Б.Тимофеев)
  • Электроны в неупорядоченных средах (член.-корр. РАН, профессор, д.ф.-м.н. В.Ф.Гантмахер)
  • Физика полупроводников (профессор, д.ф-м.н. В.Д.Кулаковский)
  • Взаимодействующие электроны в нормальных металлах (профессор, д.ф-м.н. В.Т.Долгополов)
  • Электронные свойства неупорядоченных систем (профессор, д.ф-м.н. В.Я.Кравченко)
  • Диэлектрические и магнитные свойства твердых тел (член-корр. РАН, профессор, д.ф-м.н И.В.Кукушкин)
  • Техника физического эксперимента (профессор, д.ф-м.н. В.В.Кведер)
  • Теория групп в физике твердого тела (профессор, д.ф-м.н. С.Н.Молотков)
  • Физика высоких давлений (профессор, д.ф-м.н. Е.Г.Понятовский)
  • Введение в физику сверхпроводников(д.ф.-м.н. В.В.Рязанов)
  • Рентгеноструктурный анализ (профессор, д.ф-м.н. В.Ш.Шехтман)
  • Физические основы современных методов исследования реальной структуры кристаллов (профессор, д.ф-м.н. Э.В.Суворов)
  • Физика металлов (д.ф-м.н. М.Р.Трунин)

     

    Направление 010400 Физика (специалист)

     


     

    Современные аспекты физики твердого тела

    (специализации 010405, 010408, 010409)

     

     

    Аннотация

     

    В курсе рассмотрены современные аспекты физики твердого тела, последние открытия, наиболее важные и интересные эксперименты последних лет и перспективы развития современных направлений.

     

    Программа курса

     

    1. Введение. Энергия твердых тел. Основы квантовой теории. Атом водорода, физический смысл квантовых чисел. Спектроскопическая маркировка состояний. Вырождение. Принцип Паули. Ион Li+2, ион Li+1, атом лития.

     

    2. Химическая связь. Гетерополярная и гомеополярная связь. Потенциал ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность. Учет отталкивания в гетерополярной молекуле. Квантовохимический расчет гомеополярной молекулы. Расчет молекулы водорода, теория Гайтлера и Лондона. Кулоновский и обменный интегралы. Учет поправок. Расчет Джеймса и Кулиджа. Учет принципа Паули. Валентность, насыщаемость и направленность связи. S,-p, d, - волновые функции. Стереометрия молекул. Гибридизация. Кратные связи.

     

    3. Хим. связь в твердых телах и их электронная зонная структура (однокомпонентные структуры). Инертные элементы (8 гр), галогены, шестая группа, кратные связи - 02, N2, 4-я группа - алмаз, Si, Ge.

    Зонная структура, подвижность электронов, кинетическая энергия Ферми. Ферми уровень. Эффективная масса электронов, плотность состояний.

     

    4. Кристаллическая структура металлов. Спектроскопия мягких рентгеновых лучей. Заполнение зон. Распределение Ферми, температура Ферми.

    Электроны в периодическом поле. Двумерная зона Бриллюэна, трехмерная зона Бриллюэна и Ферми поверхность. Заполнение зон.

     

    5. Кристаллическая структура многокомпонентных структур. Твердые растворы (замещения, внедрения, вычитания), промежуточные фазы. Неограниченная и ограниченная растворимость. Энергия твердого раствора, энтропия и энергия смещения. Упорядочение и распад твердых растворов, ближний и дальний порядок, антифазные домены. Типы упорядоченных структур: Fe-А1, Cu-Au, Fe3Al, Сuз Au.

     

    6. Промежуточные фазы, электронные соединения (фазы Юм-Розери). Ионные и ковалентные соединения, никель-арсенидные структуры. Фазы внедрения, фазы Лавеса.

     

    7. Диаграммы, состояния двойных систем. Правила фаз (Гиббса). Диаграммы: с эвтектикой, с неограниченной растворимостью. Ограниченная растворимость, комбинации при наличии хим. соединений. Перитектическая реакция и диаграмма с перитектикой, Неконгруэнтное плавление.

     

    8. Аллотропические превращения в твердом состоянии. Превращение твердого раствора, частичный и полный распад твердого раствора. Эвтектоидный распад.

     

    9. Диаграмма состояния железо-углерод. Чугуны и стали. Медь и ее сплавы. Системы Сu - Zn (латуни)

     

    10. Диаграмма тройных систем, псевдобинарные разрезы.

     

    11. Фазовые равновесия. Кинетика фазовых переходов. Конденсация и кристаллизация. Критический зародыш, вычисление критического объема. Рост из паров. Рост при химических реакциях. Превращения к твердом состоянии. Бездиффузные (мартенситные) превращения.

     

    12. Структурно чувствительные и структурно нечувствительные свойства. Электросопротивление, намагниченность. Пластическая деформация, дефекты кристаллов, дислокации - их движение и размножение.

     

    13. Современные аспекты физики дислокаций.

     

    14. Новые материалы (фуллерены, высокотемпературные сверхпроводники).

     

    15. Перспективы развития физики полупроводников.

     

    16. Перспективы развития физики металлов.

     

    Основная Литература

     

    1. Ч.Уэрт. Р.Томсон Физика твердого тела. М., Мир 1969

    2.   2.   Я.С.Уманский. и др. Физическое металловедение. М., Наука 1955

    3.   3.   Г.С.Жданов Физика твердого тела, МГУ, Москва,1962

     

    Программу составил академик РАН Ю.А.Осипьян

     


     

    Спектроскопия полупроводников и диэлектриков

    (специализация 010408)

     

    Аннотация

     

    Электроны в идеальном кристалле и представление об энергетических зонах. Адиабатическое приближение. Одноэлектронное приближение, метод Хартри-Фока. Методы Гайтлера-Лондона-Гейзенберга и Гунда-Блоха. Эффективная масса, понятие о положительных дырках. Структура энергетических зон в германии, кремнии, арсениде галлия. Междузонные оптические переходы и оптические свойства. Квантовая теория межзонных переходов. Связь с оптическими константами. Теоретичесвкий анализ и экспериментальные примеры: германий, слоистые полупроводниковые структуры. Непрямые электрон-фононные оптические переходы. Двухфотонное поглощение. Оптические свойства металлов по Друде-Лоренцу. Экситоны в кристаллах. Приближение сильной связи и экситоны Френкеля. Экситоны Ванье-Мотта. Влияние внешних статических полей на экситонные спектры. Эффекты запаздывания и пространственной дисперсии в области экситонных резонансов. Эффекты коллективного взаимодействия в системе экситонов и неравновесных носителей большой плотности. Примесные состояния в диэлектриках и полупроводниках. Оптическая ориентация спинов носителей и экситонов в полупроводниках. Спин-решеточная и спин-спиновая релаксация. Экситоны в магнито-смешанных полупроводниках. Двумерные полупроводниковые системы. Спектры размерного квантования в низкоразмерных системах. Квантовый эффект Холла.

     

    Программа курса

     

    1. Электроны в идеальном кристалле и представления о энергетических зонах.

    Общая постановка задачи. Адиабатическое приближение. Одноэлектронное приближение, метод Хартри-Фока. Методы Гайтлера-Лондона-Гейзенберга и Гунда-Блоха в электронной теории кристаллов.

     

    2 0бщие свойства электрона, движущегося в периодическом кристаллическом поле. Модель Кронига-Пенни. Эффективная масса, понятие о положительных дырках. Гамильтониан Латтинджера, легкие и тяжелые дырки. Приближение сильно связанных электронов.

     

    3. Структура энергетических зон для конкретных полупроводников: германий, кремний, арсенид галлия.

     

    4. Междузонные оптические переходы и оптические свойства. Общий теоретический анализ межзонных оптических переходов. Основные приближения. Гамильтониан электрон-фононного взаимодействия. Квантовая теория межзонных переходов. Связь с оптическими константами на примере осциллятора Лоренца. Диэлектрическая проницаемость, коэффициенты поглощения , экстинкции. отражения, показатель преломления.

     

    5. Аналитическое поведение оптических констант в критических точках энергетического спектра (сингулярности Ван Хова, точки максимумов, минимумов, седловые точки). Случай 3-х, 2-х и 1-го измерений. Теоретический анализ и экспериментальные примеры: германий, слоистые полупроводниковые структуры.

     

    6. Взаимодействие электронов с деформационными и поляризационными колебаниями кристаллической решетки. Электронный полярон. Модель Фрелиха поляризационного электрон-фононного взаимодействия. Непрямые электрон-фононные оптические переходы. Примеры - германий, кремний, фосфид галлия.

     

    7. Многофотонные оптические переходы и структура оптических констант. Двухфотонное поглощение.

     

    8. Влияние внешних статических воздействий на электронные спектры полупроводников. Гидростатическое давление и влияние одноосных направленных деформаций. Воздействие статического электрического поля и эффект Франца-Келдыша.

     

    9. Воздействие внешнего статического магнитного поля. Осциллятор Ландау и диамагнитное квантование электронного спектра. Магнитооптические осцилляции в спектрах поглощения полупроводников. Электрон в гармоническом потенциальном поле (модель Фока-Дарвина).

     

    10. Оптические свойства металлов по Друдэ-Лоренцу. Плазменные колебания и структура плазменного края. Затухание плазменных колебаний (затухание Ландау). Оптические свойства нормального металла в пределе низких частот. Формула Хагена-Рубенса. Скин-слой и аномальный скин - эффект. Поведение оптических констант при раскрытии щели в сверхпроводнике.

     

    11. Экситоны в кристаллах.

    Приближение сильной связи и экситоны Френкеля. Поперечное и продольное расщепление. Давыдовская дублетная структура спектров молекулярных кристаллов ( экспериментальные примеры: бензол, антрацен и др.).

     

    12. Водородоподобная модель экситона ( экситоны Ванье-Мотта). Приближение эффективной массы для водородоподобного экситона. Два класса дискретных экситонных спектров: разрешенные и запрещенные в нулевом порядке по волновому вектору оптические переходы. Поглощение в области диссоциированных экситонных состояний. Экситоны в сильно анизотропных кристаллических средах.

     

    13. Экситон-фононное взаимодействие с деформационными и поляризационными фононами и непрямые экситон-фононные переходы. Примеры - германий, кремний и арсенид галлия.

     

    14. Поляризационное и диэлектрическое экранирование электрон-дырочного взаимодействия в экситоне. Потенциал Юкава. Экранирование в случаях невырожденного и вырожденного электронного (дырочного) газа, соответствующие длины экранирования - Дебая-Хюккеля и Томаса-Ферми. Рентгеновские экситоны.

    15. Влияние внешних статических полей на экситонные спектры: экситоны в электрическом поле, в магнитном поле, в условиях одноосных направленных деформаций. Диамагнитные экситоны.

     

    16. Эффекты запаздывания и пространственной дисперсии в области экситонных резонансов. Экситонные поляритоны, добавочные свето-экситонные волны и их экспериментальные наблюдения.

     

    17. Эффекты коллективного взаимодействия в системе экситонов и неравновесных носителей большой плотности. Экситонные молекулы и трионы (экспериментальные примеры - германий, кремний, арсенид галлия). Бозе-эйнштейновская конденсация экситонов.

     

    18. Лазерное охлаждение и бозе-эйнштейновская конденсация разреженных атомных систем.

     

    19. Конденсация экситонов в капли электрон-дырочной жидкости (ЭДЖ). Расчет энергии основного состояния ЭДЖ (пример - германий). Фазовая диаграмма перехода: экситонный газ - электрон-дырочная жидкость. Переход Мотта в системе экситонов большой плотности. Увлечение электрон-дырочных капель фононами. Рекомбинационный магнетизм капель ЭДЖ. Гигантские электрон-дырочные капли. Экспериментальные примеры.

     

    20. Примесные состояния в диэлектриках и полупроводниках. Глубокие и мелкие примесные центры (классификация состояний, многоэлектронные состояния, кристаллические расщепления). Мелкие электрически активные примесные центры - акцепторы и доноры. Донорно-акцепторные пары и связанная с ними излучательная рекомбинация. Экситонно-примесные комплексы - аналог молекулярных систем в полупроводнике.

     

    21. Многоэкситонные примесные комплексы, оболочечная модель таких комплексов. Электрон-электронные корреляции и тонкая структура многоэкситонных комплексов.

     

    22. Оптическая ориентация спинов носителей и экситонов в полупроводниках. Спин-решеточная и спин-спиновая релаксация. Оптическое детектирование спин-ориентированных носителей и экситонов.

     

    23. Оптическое выстраивание дипольных моментов экситонов. Кросс-

    релаксация и фазовая когерентность оптически ориентированных экситонов.

     

    24. Экситоны в магнито-смешанных полупроводниках. Гигантские парамагнитные расщепления и эффекты обменного взаимодействия. Магнитный полярон.