Wykład „Elementy Fizyki Ciała Stałego”

Rajmund Bacewicz

Celem wykładu jest dostarczenie podstawowych wiadomości o właściwościach fizycznych ciał stałych ze szczególnym uwzględnieniem własności ważnych z punktu widzenia zastosowań materiałów w elektronice i optoelektronice. Wykład omawia strukturę atomową i elektronową ciał stałych. Część wykładu dotyczy różnego typu struktur, zwłaszcza struktur kwantowych, których otrzymywanie stało się możliwe dzięki postępowi w technologii ciała stałego.

1. Wiązania w ciałach stałych i ich wpływ na właściwości fizyczne tych ciał.

2. Krystaliczne ciała stałe: kryształy idealne, symetria kryształów.

3. Drgania atomów: fonony. Defekty w kryształach.

4. Ciała amorficzne. Materiały nanokrystaliczne.

5. Elektrony w krysztale - pasma energetyczne: metale, półprzewodniki i izolatory, masa efektywna, dziura jako nośnik prądu.

6. Półprzewodniki: złącze p-n, heterostruktury, absorpcja światła - efekt fotoelektryczny i fotowoltaiczny.

7. Kwantowe struktury półprzewodnikowe i ich zastosowania: technologia MBE, studnia kwantowa, supersieci, druty i kropki kwantowe, laser półprzewodnikowy.

8. Podstawy magnetyzmu: ferromagnetyzm, efekt magnetooporowy (zawór spinowy).

9. Podstawy nadprzewodnictwa: nieznikające prądy, efekt Meissnera, złącze Josephsona.