Fisica dello stato solido II

Corso di Studio:
Laurea magistrale in Scienze fisiche
Docenti:
Lucio Claudio Andreani
Anno accademico:
2016/2017 (Altri: 2017/2018 2015/2016 2014/2015 2013/2014)
Semestre:
N/D
Lingua di insegnamento:
Italiano / english friendly
Codice corso:
500630
Settore scientifico/disciplinare:
FIS/03
Crediti formativi:
6
Ore di lezione:
48

Obiettivi

Apprendimento dei concetti e fenomeni relativi alla fisica dello stato solido avanzato.

Prerequisiti

Nozioni di fisica quantistica, elettromagnetismo, ottica, preferibilmente meccanica statistica di base. Conoscenze di base di fisica dei solidi, come fornite dal corso di Fisica dello Stato Solido I.

Programma

Vengono trattati alcuni concetti avanzati di fisica dello stato solido, con particolare attenzione agli effetti di correlazione, alle eccitazioni elementari nei solidi, alla teoria del trasporto, alla trattazione quantistica delle correlazioni e della superconduttività. Gli argomenti comprendono: (1) metodo Hartree-Fock, effetti di scambio e correlazione, screening; (2) teoria del funzionale densità e metodi moderni per il calcolo delle bande di energia; (3) elettrodinamica nei metalli, teoria della risposta lineare, funzione dielettrica di Lindhard, plasmoni di bulk e di superficie; (4) eccitoni e polaritoni; (5) cristalli fotonici, confinamento elettronico e fotonico, nanocavità; (6) equazione di Boltzmann e coefficienti di trasporto; (7) liquidi di Fermi, correlazioni nei solidi, transizione di Mott, modelli di Hubbard e di Anderson, effetto Kondo; (8) fononi nei metalli, interazione effettiva elettrone-elettrone e overscreening, Cooper pairing, teoria quantistica (BCS) della superconduttività. La presentazione dei concetti e metodi teorici sarà completata da esempi fenomenologici, dall’illustrazione delle principali tecniche sperimentali per la misura delle quantità fisiche, da visite ai laboratori di ricerca, e da esercitazioni numeriche e computazionali.

Bibliografia

N.W. Ashcroft, N.D. Mermin, Solid State Physics (Holt-Rinehart, 1976).
G. Grosso and G. Pastori Parravicini, Solid State Physics, 2nd edition (Academic Press, 2014).
C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, 8th edition (John Wiley & Sons, 2005).
R.M. Martin, Electronic Structure - Basic Theory and Practical Methods (Cambridge University Press, 2004.
Note e dispense

Modalità di esame

Esame orale. Lo studente deve preparare i tre argomenti (1)-(3) e altri tre argomenti a scelta fra (4)-(8). Per la prova di esame, che inizia su un argomento scelto dallo studente, si raccomanda di focalizzarsi sugli aspetti fisici degli argomenti trattati (andamenti qualitativi, grafici, metodi per misurare le varie proprietà…) piuttosto che sullo studio dettagliato delle derivazioni matematiche.