Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

Студенческая жизнь в МФТИ насыщенна и разнообразна. Студенты активно совмещают учебную деятельность с занятиями спортом, участием в культурно-массовых мероприятиях, а также их организации. Администрация института всячески поддерживает инициативу и заботится о благополучии студентов. Так, ведется непрерывная работа по расширению студенческого городка и улучшению быта студентов.

Адрес e-mail:

Электронные свойства твердых тел

Программа курса лекций

«Электронные свойства твердых тел»

(4 курс, осень, 7 семестр)

профессор В.А. Холоднов

 

1. Систематика электронных состояний в кристаллах.

Квазичастицы. Адиабатическое приближение. Кулоновское взаимодействие и приближение самосогласованного поля. Волновые функции электронов в периодическом потенциале, теорема Блоха. Квазиимпульс, обратная решетка, зона Бриллюэна.

2. Электронная зонная структура.

Приближение почти свободных электронов. Приближение сильно связанных электронов. Функции Ваннье. Электронный спектр металлов, полупроводников, диэлектриков. Плотность состояний. Динамика блоховского электрона. Эффективная масса и $kp$-приближение.

3. Приближение эффективной массы в полупроводниках.

Уравнение Шредингера для электронов и дырок в методе эффективной массы. Электронная структура примесных атомов. Экситоны Ваннье-Мотта. Уравнение движения электрона в кристалле.

4. Статистическое распределение электронов и дырок в полупроводниках.

Металлы: вырожденный электронный газ. Полупроводники: невырожденный электронный газ. Собственные и примесные полупроводники. Температурная зависимость концентрации носителей заряда в полупроводниках.

5. Кинетическое уравнение Больцмана.

Условия применимости. Интеграл столкновений. Взаимодействие носителей заряда с точечными дефектами, фононами и между собой. Время упругого рассеяния и длина свободного пробега, $\tau$-приближение.

6. Статические кинетические свойства металлов и полупроводников.

Электропроводность электронного газа в металлах и полупроводниках. Формула Друде для электропроводности. Вклад электронного газа в термоэлектрические эффекты и теплопроводность.

7. Диэлектрическая проницаемость твердого тела.

Вычисление линейного отклика по теории возмущений. Пространственная и временная дисперсия. Формула Линдхарда для диэлектрической  проницаемости. Предельные случаи: экранирование статического поля, плазменные колебания.
Коновская аномалия, фриделевские осцилляции.

8. Кинетические явления в магнитном поле.

Эффект Холла и продольное магнетосопротивление. Классически слабые и сильные магнитные поля.

9. Разогрев электронного газа в электрическом поле.

Время рассеяния энергии, длина энергетической релаксации. Горячие электроны, электронная температура.

10. Контактные явления. Неоднородные электронные системы.

Условия равновесия контактирующих проводников. Работа выхода и контактная разность потенциалов. Распределение концентрации электронов и электрического поля вблизи контактов металл-полупроводник и полупроводник--полупроводник.
Длина экранирования электрического поля. Размерное квантование и низеоразмерные электронные системы.

11. Сверхпроводимость.

Экранирование межэлектронного взаимодействия электронами и ионами и эффективное притяжение между электронами. Спектр элементарных возбуждений в сверхпроводнике. Незатухающий ток.

 

Литература

А.И. Ансельм. Введение в теорию полупроводников. Наука. 1978.

В.Л. Бонч-Бруевич, С.Г. Калашников. Физика полупроводников. Наука 1977.

Н. Ашкрофт, Н. Мермин. Физика твердого тела. В 2-х томах. Мир. 1979

Ф. Блатт. Физика электронной проводимости в твердых телах. Мир. 1971

 

Лекции можно скачать здесь

Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2016 Московский физико-технический институт
(государственный университет)

Техподдержка сайта

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li
Яндекс.Метрика