Fisica Estado Sólido

Fisica Estado Sólido. INGENIERIA ELECTRÓNICA. Primer Semestre de 2004.
Código 200441 Grupos 01-02-03.
Profesor: David Landinez Tellez. E-mail: dalandinezt@unal.edu.co
4 Horas de clases por semana. 2 horas magistrales. 2 horas destinadas a exposiciones sobre
aplicaciones y discusión de problemas
4 horas de atención a estudiantes por semana: martes y jueves de 10 a 12 a.m. of 350, Ed
404.
Objetivos:

Familiarizar al estudiante con uno de los campos más importantes de la física
actual.
 Utilizar los fundamentos teóricos básicos de la física del estado solido para
entender mejor las propiedades de los materiales y los principios básicos de
funcionamento de algunos dispositivos electrónicos.

Estudiar algunas de las propiedades más importantes de los sólidos.
Programa calendario y Contenido del curso:
Primera a tercera semana: 9 de febrero a 27 de febrero
Estructura Cristalina y Red reciproca
 Arreglos periódicos de atomos. Red de Bravais.
 Definiciones fundamentales. Celdas primitivas y Convencionales.
 Tipos fundamentales de redes. Celdas de Wigner Seitz.
 Indices de Miller
 Algunas estructuras cristalinas simples.
 Red recíproca. Zonas de Brillouin
 Difracción en cristales. Ley de Bragg. Formulacion de Von Laue.
 Fuerzas interatómicas. Tipos de enlaces. Covalente, Ionico, Metalico, Molecular.
 Aplicaciones.
Cuarta y quinta semana: 2 de marzo a 12 de Marzo
Vibraciones de la red Cristalina. Fonones
 Vibraciones de una red simple
 Vibraciones de una red con dos átomos por celda unitaria
 Cuantización de las vibraciones de la red. Fonones
 Modos acústicos y ópticos
 Modelos de Debye y Einstein.
 Calor Específico fonónico.
PRIMER EXAMEN PARCIAL: 18 DE MARZO.
Septima Semana y Octava Semana: 23 de marzo a 2 de abril
Gas de Fermi de electrones libres.
 Modelo de Drude. Modelo de Somerfield.
 Gas de electrones libres en tres dimensiónes
 Densidad de estados, distribución de Fermi.
 Conductividad Eléctrica. Ley de Ohm
 Electrones libres en campos eléctrico y magnético. Efecto Hall.
 Calor específico del gas electrónico.
 Conductividad térmica de metales.
SEMANA SANTA.
Novena semana y Decima semana: 13 de Abril a 24 de Abril.
Bandas de Energía en sólidos
 Modelo de electrones cuasilibres
 Bandas y brechas de energia
 Funciones de Bloch
 Modelo de Kronig-Penny
 Ecuación de Onda de un electrón en un potencial periódico
 Electrones en metales, superficie de Fermi.
 Electrones en semiconductores y aisladores, Masa efectiva.
 Aproximación LCAO, funciones de Wannier, moméntum cristalino.
SEGUNDO EXAMEN PARCIAL: 29 DE ABRIL
Decima segunda semana: 4 a 7 de Mayo
Superconductividad
 Fenomenos fundamentales asociados con la superconductividad.
 Termodinamica de la transición superconductora
 Teoría fenomenologica de London.
 Teoria de Ginzburg Landau
 Superconductores de alta temperatura crítica.
Decima Tercera Semana: 11 de mayo a 14 de Mayo.
Semiconductores
 Masa Efectiva
 Electrones y huecos en semiconductores Intrínsecos
 Semiconductores extrínsecos
 Dinamica de Electrones y huecos en Semiconductores.
Decima Cuarta Semana: 18 de mayo a 21 de Mayo.
Materiales y Dispositivos Magneticos.
 Magnetismo y Materiales Magneticos
 Propiedades Magneticas de la Materia.
 Materiales para aplicaciones tradicionales.
 Grabación Magnetica.
Decima Quinta Semana: 25 de mayo a 28 de Mayo.
Otros Materiales Importantes para Electronica.
 Materiales Dielectricos
 Materiales Ferroeléctricos
 Polimeros Conductores.
EXAMEN FINAL.
En las 2 horas de clase destinadas a las aplicaciones y discusión de problemas, el profesor
(las dos primeras semanas), Y los estudiantes (A partir de la tercera semana) realizaran
exposiciones relacionadas con aplicaciones de los temas tratados en las clases magistrales.
El profesor indicara a los estudiantes los temas, la bibliografia basica y las fechas de
presentación de la exposición. ES OBLIGATORIA LA ASISTENCIA A LA CLASE
DESTINADA A LAS APLICACIONES Y DISCUSIÓN DE PROBLEMAS.
Evaluación del curso:
3 Exámenes parciales
Exposiciones y asistencia
Sustentación de problemas y lista de ejercicios
75%
15%
10%
Bibliografía
 Kittel C. (1976) Introducción a la física del Estado sólido, Wiley, New York
2. Ashcroft N. W., Mermin N. D. (1976) Solid State Physics, Holt, Rinchart and
Winston, New York
3. Solid State Physics: An Introduction to Theory and Experiments, Ibach and Lüth Springer - Verlag (1993)
4.
5.
6.
7.
8.
Solid State Physics. Gerald Burns. Academic Press INC.
Physics of semiconductors Devices. S. M. Sze. J Wiley.
Solid state Physics. Blackmore.
A Física de Materiais e Dispositivos Eletronicos. Sergio M. Rezende.
Artículos en revistas científicas.