OSNOVI ELEKTRONSKE TEORIJE METALA
Modeli slobodnih elektrona. Drudov model. Jednosmerna električna provodnost
metala. Holov efekat i magnetootpornost. Naizmenična električna provodnost
metala. Toplotna provodnost metala. Zomerfeldov model. Specifična toplota
gasa slobodnih elektrona. Provodnost metala. Elektronska emisija. Termoelektronska
emisija. Šotkijev efekat. Emisija elektrona indukovana poljem. Foto
emisija. Kontaktni i Galvanski potencijal. Magnetna susceptibilnost
slobodnih elektrona.
KRISTALNO STANJE
Osnovni pojmovi Opisivanje kristalne strukture. Recipročna rešetka.
Odredjivanje kristalnih struktura. Laueova difrakciona jednačina. Faktori
koji odredjuju intenzivnost maksimuma kod difrakcije rendgenskog zraka
od kristalne rešetke. Eksperimentalne metode. Laueov metod. Metod obrtnog
kristala. Metod kristalnog praha. Klasifikacija Braveovih rešetki i
kristalnih struktura. Elementi teorije grupa. Nesvodljive (ireducibilne)
reprezentacije. Karakter tabela. Elastična svojstva kristala. Medjuatomsko
dejstvo i energija povezivanja u kristalima. Tečni kristali.
ELEKTRONSKA STANJA I ZONSKA STRUKTURA
Blohovi elektroni. Uticaj periodičnog potencijala na elektronske nivoe.
Funkcija stanja, Blohova ili talasna funkcija. Broj elektronskih stanja
ili dozvoljene vrednosti za . Osnovne karakteristike strukture energijskih
zona. Fermijeva površina. Odredjivanje Fermijeve energije. Gustina nivoa,
broj dozvoljenih , broj kvantnih stanja. Modeli skoro slobodnih elektrona.
Zonska struktura slobodnog elektrona u slabom periodičnom potencijalu.
Energijski nivoi u blizini pojedinih Bragovih ravni. Model čvrstog povezivanja.
Zonska struktura. Gustina stanja. Fermijeva energija. Energijske zone.
Briluenove zone. Metod za izračunavanje zonske strukture. Elektron-elektron
interakcija.
MREŽNE VIBRACIJE
Klasična teorija harmonijskog kristala. Specifična teorija klasičnog
kristala. Dulong-Ptitov zakon. Odredjivanje disperzionih jednačina za
harmonski kristal. Normalni modovi jednodimenzionalne monoatomske Braveove
mreže. Normalni modovi rešetke sa dva jona po primitivnoj ćeliji. Normalni
mod monoatomske Braveove tridimenzionalne rešetke. Veza izmedju vibracija
atoma i teorije elastičnosti. Kvantna teorija harmonskog kristala. Specifična
toplota. Specifična toplota na visokim temperaturama. Specifična toplota
na niskoj temperaturi. Debajev model. Ajnštajnov model. Fononska i elektronska
specifična toplota. Gustina normalnih modova (gustina fononskih nivoa).
Analogija sa teorijom zračenja crnog tela (Uporedjivanje fotona i fonona).
Merenje fononskih disperzionih relacija . Elektromagnetno rasejanje
u kristalu.
ELEKTRIČNE I TOPLOTNE OSOBINE
Sudari i rasejanja. Provodnost. Električna provodnost. Toplotna provodnost.
Lorencov broj. Poluklasicna teorija provodnosti u metalima. Aproksimacija
relaksacijskog vremena. Izračunavanje neravnotežne funkcije raspodele
Provodnost. Jednosmerna električna provodnost. Osobine provodnosti.
Naizmenična električna provodnost. Toplotna provodnost. Termoelektricna
snaga (toplotna snaga) metala, Q. Tomsonov efekat. Peltierjev efekt.
Termoelement. Transportni fenomeni. Provodnost. Verovatnoća rasejavanja.
Jednačine Bolcmana. Električne i toplotne osobine. Videman Francov zakon
i Matisonovo pravilo.
POLUPROVODNICI
Uvod. Primesna stanja. Donori. Akceptori. Poluprovodnička statistika.
Električna provodnost, pokretljivost. Efekti magnetnog polja. Zonska
struktura realnog poluprovodnika. Visoko električno polje. Optičke osobine.
Fotoprovodnost. Luminiscencija. Difuzija nosilaca naelektrisanja. Difuziona
jednačina za jedan tip nosilaca. Difuziona jednačina za dva tipa nosilaca.
p-n spoj.
SUPERPROVODNOST
Osnovne osobine superprovodnosti. Peristentne struje. Termoelektrične
osobine. Majsnerov efekat. Kritično polje . Termodinamika superprovodnika.
Specifična toplota i energijski procep. Izotopski efekat. Kuperovi parovi.
Teorije superprovodnosti. Londonova teorija. Londonova jednačina. Dubina
prodiranja magnetnog polja. Ginzberg-Landauova teorija. Dužina koherencije
i dubina prodiranja kod superprovodnika. Vorteksi. Prsten, superprovodni
magnet.
DIELEKTRIČNE I OPTIČKE OSOBINE ČVRSTOG
Uvod. Lokalno polje. Izvori polarizibilnosti. Dipolarna ili orijentacijska
polarizibilnost. Dipolarna disperzija (rasturanja). Dipolarna polarizacija
u čvrstom. Jonska polarizibilnost. Elektronska polarizibilnost i disperzija.
Klasično razmatranje. Kvantno razmatranje. Piezoelektricitet. Feroelektricitet.
Mikroskopski model. Feroelektrični modeli.
MAGNETIZAM
Uvod. Magnetska susceptibilnost. Klasifikacija materijala. Dijamagnetizam
i paramagnetizam. Atomsko poreklo magnetizma. Lanževenov diamagnetizam.
Paramagnetizam. Izračunavanje atomske susceptibilnosti Osnovno stanje
jona sa delimično popunjenim ljuskama. Susceptibilnost izolatora sa
punim ljuskama. Susceptibilnost jona izolatora sa delimično popunjenim
ljuskama. Magnetizacija identičnih jona sa angularnim momentom Toplotne
osobine paramagnetnih izolatora. Adijabatska demagnetizacija. Susceptibilnost
metala: Paulijev paramagnetizam. Elektronske interakcije i magnetne
strukture. Izračunavanje magnetnih dipolnih interakcijskih energija.
Magnetne osobine dvoelektronskog sistema: singulet i triplet stanja.
Magnetne interakcije u slobodnom elektronskom gasu. Magnetska uredjenost.
Feromagnetizam u izolatorima. Molekularna teorija polja. Fizičko poreklo
molekularnog polja. Antiferomagnetizam i ferimagnetizam. Feromagnetizam
u metalima. Feromagnetni domeni. Magnetizacioni proces.
MAGNETNA REZONANCIJA
Uvod. Rezonancija. Relaksacija. Maser. Nulearna magnetska rezonancija.
DEFEKTI I DISLOKACIJE
Defekti. Vakancije. Difuzija. Centri obojenosti. Dislokacije.
Uslovi za polaganje ispita su uradjene i overene laboratorijske vezbe.
Način polaganja ispita: Ispit se polaže pismeno i usmeno. Pismeni deo
ispita je eliminatoran.
LITERATURA
Lj. Miljković, Fizika čvrstog stanja, Univerzitet u Nišu, 1993
N. W. Ashcroft, N. D. Mermin, Solid State Physics, Saunders, Philadelphia,
1976
Č. Kitel, Vvedenie v fiziku tverdogo tela, Nauka, Moskva, 1978
G. Burns, Solid State Physics, Academic Press,Inc., London,1985.