Física da Matéria Condensada

Código:

F304

Sigla:

F304

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2016/2017 - 2S

Ativa?	Sim
Página Web:	http://elearning2.fc.up.pt/aulasweb0910/course/view.php?id=1092
Unidade Responsável:	Departamento de Física e Astronomia
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Física

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
L:F	33	Plano de estudos a partir de 2008	3	-	7,5	-
MI:EF	28	Plano de Estudos a partir de 2007	3	-	7,5	-

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Conhecer os paradigmas fundamentais da Física da Matéria Condensada, em particular no que respeita ao estado cristalino. Integrar esses paradigmas com conhecimentos de Mecânica Quântica e Física Térmica. Familiarizar-se com algumas das técnicas fundamentais de caracterização de materiais. Compreender o estado metálico, suas propriedades termodinâmicas e de transporte. Introduzir as bases físicas dos semicondutores e suas aplicações.

Resultados de aprendizagem e competências

Ter a capacidade de reproduzir alguns dos resultados básicos  dos modelos  estudados e de encontrar respostas para extensões relativamente elementares dos mesmos, demonstrando compreensão dos princípios básicos e das suas relações.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Física Estatística, Mecãnica Quântica

Programa

Nota: A&M = Ashcroft and Mermin. Exemplo de um modelo em matéria condensada: o modelo de Drude e as propriedades de transporte e ópticas de metais. [A&M Cap. 1] O modelo de Sommerfeld e a estatísitica de Fermi-Dirac. Nível de Fermi e vector de Fermi. Conceito de densidade de estados. Densidade de estados em 3D, 2D e 1D. Calor específico e susceptibilidade de Pauli de um gás de electrões.[A&M caps 2,3] Difusão elástica de radiação e estrutrura. Ordem de curto e longo alcance. Difracção de radiação por cristais. Rede recíproca, condição de Bragg, planos cristalinos e índices de Miller. Geometrias experimentais de difracção.[A&M Caps. 4- 6] Electrões numa rede periódica. Teorema de Bloch. Conceito de Zona da Brillouin. Bandas de electrões quasi-livres. Degenerescência e abertura de gaps. Electrão ligado: relação com métodos LCAO. Estados de Wannier e parametrização de modelos de electrão ligado. Exemplos de Bandas: bandas do alumínio; bandas do Si e Ge; bandas do grafeno. A&M Caps. 8 -10] Movimento semiclássico em bandas. O isolador de bandas ( ou de Wilson).  A rede harmónica. Modelo de Einstein e Calor específico.Modos normais, quantificação e fonões. Modelo de Debye, Densidade de estados de fonões e calor específico da rede harmónica.[A&M Caps. 22 e 23]

Bibliografia Obrigatória

Ashcroft Neil W. , Mermin, N. D.; Solid State Physics, Holt- Rinehart and Winston, 1976 (Livro de texto principal)
John Ziman; Principles of the Theory of Solids, Cambridge University Press, 1972 (Propriedades de Transporte e dinâmica semi-clássica)
John Singleton; Band Theory and Electronic Properties of Solids, Oxford University Press, 2001 (Teoria de bandas)

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas; aulas de problemas; estudo privado.

Palavras Chave

Ciências Físicas > Física > Física do estado sólido

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	75,00
Trabalho escrito	25,00
Total:	100,00

Obtenção de frequência

Presença de TPs

Fórmula de cálculo da classificação final

Realização de 3 problemas em aulas teórico práticas: classificação X (0,100). Exame Final : Classificação Y (0,100). Classificação Final Z= Max (Y, 0.25 X+0.75 Y). Classificação Final = Min (Z*20, 17) Para classificação superior a 17 valores é exigida prova suplementar. Na ausência desta prova, classificações iguais ou superiores a 17 valores dão classificação final de 17. Nota: Em caso de prova de cópia dos problemas há exclusão de frequência. Datas dos Problemas: A fixar.

Provas e trabalhos especiais

Prova de Valorização (Classificações >17)

Avaliação especial (TE, DA, ...)

N/A

Melhoria de classificação

Exame