Ministerio de Cultura y Educación
Universidad Nacional de San Luis
Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas y Naturales
Departamento: Fisica
Área: Area II: Superior y Posgrado
(Programa del año 2008)
(Programa en trámite de aprobación)
(Programa presentado el 27/06/2008 18:12:48)
I - Oferta Académica
Materia Carrera Plan Año Periodo
FISICA DEL ESTADO SOLIDO LIC. EN FISICA 015/06 5 1c
II - Equipo Docente
Docente Función Cargo Dedicación
HORAS, JORGE ALBERTO Prof. Responsable P.TIT EXC 40 Hs
BULNES, FERNANDO MANUEL Prof. Colaborador SEC U EX Hs
III - Características del Curso
Credito Horario Semanal Tipificación Duración
Teórico/Práctico Teóricas Prácticas de Aula Práct. de lab/ camp/ Resid/ PIP, etc. Total C - Teoria con prácticas de aula Desde Hasta Cantidad de Semanas Cantidad en Horas
Periodo
6 Hs. 1 Hs. 3 Hs. 0 Hs. 10 Hs. 2 Cuatrimestre 10/03/2008 20/06/2008 15 135
IV - Fundamentación
Este curso que se dicta en el cuarto año de la Lic. en Fisica brinda los conocimientos básicos necesarios para la formación general del Lic. en Fisica en estos temas.
En Particular se trata de familarizar al alumno con desarrollos basicos de la fisica del estado solido mostrando desde las estructuras cristalinas hasta la teoria de bandas.
V - Objetivos
El objetivo central de esta materia es brindar los conocimientos basicos en una tematica bien fundamentada como lo es la fisica del estado solido o fisica de la materia condensada. En coincidencia con ello la asignatura se estructura en base a textos de uso corriente en muchas universidades del mundo. Se intenta que al finalizar la materia el alumno obtenga suficiente familiaridad en asuntos tales como: difraccion de rayos X,fonones, estructura de bandas y otros.
VI - Contenidos
BOLILLA 1 : ESTRUCTURAS CRISTALINAS


Arreglos periódicos de átomos. Tipos fundamentales de redes. Sistema de índices para planos cristalinos. Estructuras cristalinas simples. Estructuras cristalinas no ideales. Vidrios. Algunas variedades de desorden. Ejemplos de materiales
estructuralmente desordenados.

BOLILLA 2 : DIFRACCION CRISTALINA Y RED RECIPROCA


Difracción de rayos X, neutrones y electrones. Métodos de difracción : Laue, cristal rotatorio, Debye-Scherrer. Equivalencia entre los enunciados de Bragg y Von Laue. Zonas de Brillouin. Análisis de Fourier de la base. Factor de estructura. Factor de forma atómico.


BOLILLA 3 : ENLACES CRISTALINOS


Cristales moleculares. Cristales iónicos. Cristales covalentes. Cristales metálicos. Cristales con enlaces de puente hidrógeno. Energías de cohesión. Radios atómicos.


BOLILLA 4 : VIBRACIONES DE LA RED


Vibraciones de redes monoatómicas. Redes con dos átomos por celda primitiva. Cuantificación de las vibraciones de la red.
Momento del fonón. Procesos normales y Umklapp. Analogía fonón.- fotón. Segundo sonido.

BOLILLA 5 : PROPIEDADES TERMICAS DE AISLADORES


Capacidad calorífica. Modelo de Einstein. Densidad de estados en una y tres dimensiones. Modelo de Debye. Interaciones cristalinas no armónicas. Conductividad térmica.


BOLILLA 6 : GAS DE ELECTRONES LIBRES


Modelos de Drude y Lorentz. Niveles de energía y densidad de orbitales en una dimensión. El efecto de la temperatura sobre
la distribución de Fermi-Dirac. El gas de electrones libres en tres dimensiones. Capacidad calorífica del gas de electrones.
Conductividad y Ley de Ohm. Movimiento del electrón en campos magnéticos. Conductividad térmica de metales.

BOLILLA 7 : BANDAS DE ENERGIA I


Modelo de electrón casi libre. Teorema y funciones de Bloch. Modelo de Kroning-Penney. Ecuación de onda para el electrón
en un potencial periódico. Número de orbitales en una banda.

BOLILLA 8 : BANDAS DE ENERGIA II


Estructura electrónica de bandas. Brechas de energía. Representación en esquema reducido y extendido. Modelo de
ligaduras fuertes (Tight Binding). Ecuaciones de movimiento.

VII - Plan de Trabajos Prácticos
Durante el desarrollo del curso se realizarán trabajos prácticos de aula. Tambien se realizaran una serie de simulaciones descriptas en la bibliografia (3), dispuestas adicionalmente a las 8 guias de problemas. Los trabajos prácticos de aula comprenden ocho guias de problemas a resolver, una por cada bolilla.
VIII - Regimen de Aprobación
El curso se regularizará con la asistencia al 70% de los Prácticos de aula y la aprobación en la primera o segunda instancia del 70% de las evaluaciones propuestas.
Cumplido esto, el alumno obtendrá la condición de regular y estará en condiciones de rendir el exámen correspondiente.-
IX - Bibliografía Básica
[1] 1] C. Kittel, “Introduction to Solid State Physics”, John Wiley, N.York. 7th ed.,1996.
[2] 2] N.W. Ashcroft & N.D.Mermin, “Solid State Physics”. Holt, Rinehart, Winston, 1976.
[3] 3] R.H. Silsbee and J. Drager, “Simulation for Solid State Physics: and interactive resource for..” Cambridge, UP New York. 1997.
[4] 4] J.P.McKelvey, “Solid States and Semiconductor Physics”, F.Seitz , Ed. 1966.
[5] 5]M.Ibach & H.Luth,"Solid State Physics An introduction to Theory and Experiment”,Springer-Verlag,Berlin,1991
[6] 5] H.J.Goldsmid ed., “Problems in solid state physics”. Acad. Press, 1968.
[7] 6] G.Burn, “Solid States Physics”. Acad. Press, N.York, 1985.
[8] 7] J. C. Blakemore, “Solid State Physics (2nd ed.) W.B.Saunders Co., Londres, 1974
[9] 8] Y. K. Lim, “Problems and Solutions on Solid State Physics, Relativity and Miscellaneous”, World Scientific. 1994.
X - Bibliografia Complementaria
[1] 1] A.Haug, “Theorical Solid State Physics”, vol 2., Pergamon, 1972.
[2] 2] J.C. Inkson, “Many Body Theory of Solid: An Introduction”. Plenum, N.York 1984.
[3] 3] J.M.Ziman, “Principles of theory of solid”, 2nd ed. Cambridge, 1972
[4] 4] C.Kittel, “Quantum theory of solids”, Wiley, 1963.
[5] 5] W.A.Harrison, “Solid State Theory”. McGraw Hill, 1970.
[6] 6] R.Kubo & T.Nagamiya (Eds.), “Solid States Physics”. McGraw Hill, 1969.
[7] 7] F.Seitz & D.Turnbull (Eds.), “Solid States Physics, Advances in Research and Applications”. Acad. Press.
[8] 8] R.Zallen, “The Physics of Amorfhous Solids”. J.Wiley & Sons, N.York, 1983.
XI - Resumen de Objetivos
Se intenta brindar un curso a nivel introductorio de la fisica del estado solido o materia condensada, siguiendo un texto de gran aceptacion internacional. De forma tal que sea util y fácil mente identificable, sirviendo así de carta de presentacion para el acceso a otros niveles de estudio.
XII - Resumen del Programa
ESTRUCTURAS CRISTALINAS. DIFRACCION CRISTALINA Y RED RECIPROCA. ENLACES CRISTALINOS.VIBRACIONES DE LA RED. PROPIEDADES TERMICAS DE AISLADORES. GAS DE ELECTRONES LIBRES. BANDAS DE ENERGIA I. BANDAS DE ENERGIA II.
XIII - Imprevistos