Complementos de Física da Matéria Condensada

Código:

F4009

Sigla:

F4009

Nível:

400

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2019/2020 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Física e Astronomia
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Física

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M:F	10	Plano de Estudos Oficial	1	-	6	49	162

Língua de trabalho

Inglês

Objetivos

1- Desenvolver as aptidões para compreensão  de  estrutura, termodinâmica, óptica, propriedades eléctricas, magnéticas e de transporte da matéria condensada; 2- desenvolver competências e conhecimentos que agilizem a actividade de investigação e desenvolvimento, nomeadamente, que facilitem a leitura e compreensão da literatura da área.

Resultados de aprendizagem e competências

Demonstrar capacidade de compreensão de conceitos,  modelos e teorias de Física da Matéria Condensada, através da resolução de problemas que mobilizem o raciocinio, o relacionamento de conceitos e generalizações , relativamente acessíveis dos modelos estudados.

Modo de trabalho

Presencial

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

Física Estatísitica, Mecânica Quântica, curso prévio de Física da Matéria Condensada recomendado.

Programa

II. Simetria de translação [6h]
a) Aproximação de Born-Oppenheimer e separação de graus de liberdade de rede e electrónicos.
b) Hartree Fock e  Teoria do funcional de densidade e energias de banda.
c) Estados electrónicos em redes periódicas. Teorema de Bloch. Rede recíproca (dual) e zonas de Brillouin.
d) Estruturas de bandas : exemplos de metais e semicondutores.

III. Dinâmica semiclássica. Movimento semiclássico em bandas e efeito de Haas Van Alfen. 

IV. O estado metálico 
a) Energia de Fermi: densidade de estados, calor específico electrónico e susceptibilidade de Pauli.
b) Transporte semi-clássico em metais: equação de Boltzmann e tempo de relaxação. Coeficientes de transporte. Efeito Hall e magnetoresistência.
c) Interacção de Coulomb em metais. Susceptibilidade dieléctrica do gás de electrões: blindagem electrostática.
d) Conceitos de teoria de líquidos de Fermi. Funcional de Landau, massa efectiva e parâmetros de interacção.

V. Transição de Mott-Hubbard e isoladores magnéticos
a) O modelo de Hubbard no limite atómico.
b) Mecanismos de troca de Heisenberg e de Anderson em isoladores magnéticos.
c) O Hamiltoniano de Heisenberg Ferro (FM) e antiferromagnético (AFM): campo médio e ondas de spin.

VI. Estados condensados: BEC, supercondutividade e superfluidez
a) Condensação de Bose Einstein.
b) Fenomenologia da superuidez e estado condensado.
c) Supercondutividade I: fenomenologia e teoria de Ginzburg -Landau
d) Supercondutividade II: teoria de BCS.

Bibliografia Obrigatória

J M B Lopes dos Santos; Notas do Curso, Unpublished
Mahan Gerald D.; Condensed matter in a nutshell. ISBN: 978-0-691-14016-2
Annett James F.; Superconductivity, superfluids, and condensates. ISBN: 0-19-850756-9

Bibliografia Complementar

Neil W. Ashcroft and David N. Mermin; solid state physics, Brooks Cole, 1986. ISBN: 0030839939
Anderson P. W.; Concepts in solids. ISBN: 0-8053-0229-8
J. M. Ziman; Principles of the theory of solids. ISBN: 0-521-08382-6 (texto lúcido excelente no tratamento de transporte Clássico)

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas. Sessões de problemas

Palavras Chave

Ciências Físicas

Tipo de avaliação

Avaliação por exame final

Componentes de Avaliação

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

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	113,00
Frequência das aulas	49,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Sem requisitos

Fórmula de cálculo da classificação final

Classificação de três problemas em casa= HW (HW: 0-100)
Classificação exame = X (X: 0-100)

Classificação Final =Max( HW*.25+ X*0.75, X)/100*20

Provas e trabalhos especiais

n/a

Trabalho de estágio/projeto

n/a

Melhoria de classificação

De acordo com art. 12º do regulamento de avaliação de discentes da FCUP

Observações

Júri da UC