Fisica degli stati condensati

Data inizio: 
Martedì, 9 Gennaio 2018
Data fine: 
Sabato, 30 Giugno 2018
Ore totali: 
54
Ore totali docenti responsabili: 
40
Ore totali docenti di didattica integrativa: 
14
MODALITA' DELL'ESAME
Prova orale
PREREQUISITI E ANNI DI CORSO PER CUI E' CONSIGLIATO

Fondamenti della teoria delle bande nei solidi.
Il corso è consigliato per gli allievi del IV e V anno del corso ordinario ed è aperto agli allievi del corso di perfezionamento.

Programma

0) (Mudulo propedeutico facoltativo) - Equilibrio termico e distribuzioni statistiche. Tipi di solidi. Modello ad elettroni liberi per metalli. Fononi. Struttura elettronica a bande e funzioni d'onda di Bloch.
1) Stati elettronici e bande di energia nei solidi bulk e nelle eterostrutture di semiconduttore: approssimazione a banda singola, della funzione inviluppo a banda singola, della massa efficace. Equazione della funzione inviluppo multibanda: il modello di Luttinger-Kohn. Statistica dei portatori. Trasporto elettronico, dinamica semiclassica, mobilità elettronica. Eterostrutture di semiconduttori: superreticoli, buche di potenziale quantiche. Trasporto in superreticoli, diodi e transistor a effetto tunnel risonante.

2) Proprietà ottiche dei solidi: la funzione dielettrica; proprietà ottiche dei metalli; proprietà ottiche di isolanti e semiconduttori; eccitoni, polaritoni, plasmoni.
3) Proprietà ottiche delle eterostrutture di semiconduttori: assorbimento e transizioni intersottobanda. Laser a super-reticolo e a cascata quantica. Cristalli fotonici, quasi cristalli e strutture random. Rivelatori di radiazione e nanotransistor basati su materiali 2D.

4) Superconduttività (fenomenologia sperimentale, teoria BCS, teoria di Ginzburg-Landau, superconduttori di tipo I e II, effetto Josephson).

Riferimenti bibliografici

P.Y. Yu and M. Cardona, Fundamentals of Semiconductors, Springer
S. Datta, Quantum Phenomena. Addison Wesley
J. Faist, Quantum Cascade Lasers, Oxford University Press
M. Tinkham, Introduction to Superconductivity, Dover Publications