Бакалавриат 2024/2025

Физика металлов и электронные явления

Статус: Курс обязательный (Физика)

Направление: 03.03.02. Физика

Кто читает: Базовая кафедра физики низких температур Института физических проблем им. П.Л. Капицы РАН

Где читается: Факультет физики

Когда читается: 4-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Смирнов Александр Иванович

Язык: русский

Кредиты: 9

Программа дисциплины

Аннотация

Курс “Физика металлов и электронные явления” знакомит студентов с основными представлениями теории нормальных металлов и основными экспериментальными методами исследования металлов и электронных систем. Изложение содержит описание ферми-жидкостного подхода и электронных спектров, полученных на основе одночастичных волновых функций. Будут описаны основные транспортные, термодинамические и высокочастотные свойства нормальных металлов, методы исследования электронных спектров. Анализируются особенности транспортных свойств мезоскопических и двумерных электронных систем.

Цель освоения дисциплины

• формирование у студентов профессиональных компетенций, связанных с использованием современных теоретических представлений о физике металлов и электронных систем
• формирование навыков расчета основных параметров электронных систем
• ознакомление студентов с основными экспериментальными фактами, лежащими в основе физики металлов
• ознакомление с экспериментальными методиками исследования металлов и электронных систем

Планируемые результаты обучения

• ознакомление с квантовыми эффектами в физике металлов, способами их экспериментального наблюдения и теоретического описания
• ознакомление с экспериментальными методиками исследования металлов и электронных систем
• ознакомление с экспериментальными методиками исследования металлов и электронных систем в магнитном поле
• ознакомление студентов с основными экспериментальными фактами и теоретическими представлениями, лежащими в основе физики металлов
• формирование навыков расчета основных параметров электронных систем в модели свободных электронов
• формирование представлений о возможном виде спектра электронов и формы поверхности Ферми в кристаллах
• формирование представления о термоэлектрических эффектах в металле, методах описания этих эффектов
• формирование представления об особенностях поведения металлов в высокочастотном электромагнитном поле

Содержание учебной дисциплины

• Модель свободных электронов
• Транспортные свойства металлов.
• Гальваномагнитные эффекты. Исследование поверхности Ферми
• Интерференционные эффекты в проводимости. Квантовый эффект Холла.
• Высокочастотные свойства металлов. Термоэлектрические явления.

Элементы контроля

• Контрольная работа
• Еженедельные домашние работы
  1-5 задач в каждом
• Экзамен
• Доклад
  выступление с докладом или активность на семинаре в виде решения задач у доски

Промежуточная аттестация

• 2024/2025 2nd module
  0.1 * Доклад + 0.2 * Еженедельные домашние работы + 0.2 * Контрольная работа + 0.5 * Экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. - Курс теоретической физики. Статистическая физика - Издательство "Физматлит" - 2001 - ISBN: 978-5-9221-0054-0 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/2230
• Основы теории металлов, Абрикосов, А. А., 1987
• Основы теории металлов, Абрикосов, А. А., 2010
• Теоретическая физика. Т. 5: Статистическая физика: Ч. 1, Ландау, Л. Д., 2013

Рекомендуемая дополнительная литература

• Sasaki, S. (2016). Theory of the Integer and Fractional Quantum Hall Effects. Hauppauge, New York: Nova Science Publishers, Inc. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=1345699

Авторы

• Панкратова Елена Игоревна
• Смирнов Александр Иванович