Faglig innhold

Atomær struktur, krefter, bindinger, krystallografi, symmetrier, orden og uorden. Fourierteori. Direkte og resiprokt rom, Brillouin-soner, strukturbestemmelse ved diffraksjon. Gittervibrasjoner, kontinuumstilnærmelsen, fononer, varmekapasitet. Fri elektrongass, Fermi-Dirac fordeling, elektroner i periodiske materialer, nesten-fri-elektron-modell, energibånd. Intrinsikke og ekstrinsikke halvledere. Ladningsbærere. Fermiflater. Kort om nanoskala. Kort om magnetisme. Pensum vil bli belyst med eksempel fra materialforskning og nanoteknologi.

Læringsutbytte

Emnet søker ved en teoretisk og eksperimentell tilnærming å gi en grunnleggende innsikt i faste stoffers fysikk.

Kunnskaper.

Kandidaten skal ha kunnskap om:

• Karakteristiske fysiske egenskaper til ulike kategorier av faste stoffer, med hovedvekt på krystallinske materialer.
• Et bredt spekter av teoretiske tilnærminger for å modellere de mekaniske, termiske og elektroniske egenskapene til faste stoffer.

Ferdigheter.

Kandidaten skal kunne:

• gjøre kvantitative beregninger basert på etablerte teoretiske modeller for å beskrive materialers egenskaper
• bruke Fourier-metoder, inkludert resiprokt rom, som et analytisk verktøy og kilde til innsikt.
• gjennomføre og analysere enkle diffraksjonseksperimenter for å få informasjon om atomære strukturer.
• analysere problemstillinger innen faststoff-fysikk med matematiske og numeriske metoder, inkludert IKT-verktøy.

Generell kompetanse.

Kandidaten skal være i stand til:

• Å redegjøre for betydningen av faste stoffers fysikk for teknologi og samfunn
• Å redegjøre for koblingen mellom faste stoffers fysikk og andre grener av fysikken.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesinger, regneøvinger og obligatoriske laboratorieøvinger og arbeider. Emnet kan bli undervist på engelsk dersom internasjonale masterstudenter følger kurset. Forventet arbeidsinnsats i emnet er 225 timer.

Obligatoriske aktiviteter

• Arbeider
• Laboratorieøvinger

Anbefalte forkunnskaper

Basiskunnskaper i fysikk, matematikk og kjemi.

Kursmateriell

Charles Kittel: Introduction to solid state physics, 8th ed., Wiley.

Alternativ bok/støttelitteratur: Philip Hofmann: Solid State Physics, 2. ed., Wiley.

Studiepoengreduksjon