Часть 1. Физика конденсированного состояния.
1. Кристаллическая решетка, фононы.
1.1. Простые и сложные кристаллические решетки. Прямая и обратная решетки кристалла. Зоны Бриллюэна.
1.2. Природа сил взаимодействия атомов в кристалле. Колебания и волны в простой решетке. Нормальные координаты, фононы. Взаимодействие фононов.
1.3 Тепловые свойства решетки. Теплоемкость, тепловое расширение и теплопроводность, параметр Грюнайзена.
2. Нормальные и квантовые жидкости. Сверхтекучесть. 2.1. Нормальные жидкости. Элементарные возбуждения в нормальных жидкостях, фононы.
2.2 Квантовая бозе-жидкость. Элементарные возбуждения в квантовой бозе-жидкости. Фононы и ротоны. Сверхтекучесть.
2.3. Вырожденный почти идеальный бозе-газ. Преобразование Боголюбова. Волновая функция конденсата.
3. Электронные состояния.
3.1. Электрон в периодическом поле. Теорема Блоха. Приближение почти свободных и сильносвязанных электронов.
3.2. Металлы, диэлектрики и полупроводники.
3.3. Локализованные состояния электрона в кристалле. Функции Ванье. Движение электрона в поле примеси. Экситоны. Поляроны.
3.4. Статистическое равновесие свободных электронов в металлах и полупроводниках. Поверхность Ферми. Плотность состояний. Концепция квазичастиц. Ферми-жидкость.
3.5. Теплоемкость свободных электронов в металлах и полупроводниках.
3.6. Полупроводниковые кристаллы, собственная и примесная проводимость. Полупроводниковые приборы.
4. Неупорядоченные системы.
4.1. Точечные дефекты кристаллической решетки. Статистика дефектов. Процессы рекомбинации на дефектах решетки.
4.2. Локализованные колебания решетки, локальные моды. Электрон-фононное взаимодействие на дефектах кристаллической решетки.
4.3. Локализованные состояния электрона в неидеальной решетке. Локализация Андерсона. Длина локализации. Плотность состояний.
4.4. Явления переноса в неупорядоченной решетке. Перенос по распространенным состояниям. Вероятность перескока. Перескоки постоянной и переменной длины. Проводимость в примесных зонах и в аморфных полупроводниках.
4.5. Спиновые стекла. Теплопроводность и теплоемкость стекол.
5. Кинетические свойства металлов и полупроводников.
5.1. Проводимость и теплопроводность. Концепция длины свободного пробега.
5.2. Процессы рассеяния. Рассеяние на примесях. <. Рассеяние на фононах. Процессы переброса.
5.3. Гальваномагнитные свойства. Эффект Холла в слабом и сильном магнитных полях.
5.4. Термомагнитные и термоэлектрические явления. Термоэдс. Эффект Пельтье. Эффект Томсона.
6. Оптические свойства.Дисперсия и поглощение света кристаллами. Оптические свойства металлов и полупроводников. Межзонные переходы. Поглощение света свободными носителями.
7. Диамагнетизм и парамагнетизм.
7.1. Намагниченность и восприимчивость. Восприимчивость диэлектриков с полностью заполненными оболочками. Ларморовский диамагнетизм. Правила Хунда. Восприимчивость диэлектриков с частично заполненными оболочками. Парамагнетизм.
7.2. Термодинамические свойства парамагнитных диэлектриков. Адиабатическое размагничивание.
7.3. Восприимчивость металлов. Парамагнетизм Паули. Диамагнетизм Ландау.
7.4. Эффект Де Газа - Ван Альфвена и Шубникова - Де Гааза. Измерение парамагнитной восприимчивости Паули методом ЯМР.
8. Магнетизм
8.1. Магнитные свойства двухэлектронной системы. Синглетные и триплетные состояния. Спиновый Гамильтониан, и модель Гейзенберга.
8.2. Прямой обмен, сверхобмен, косвенный обмен и обмен между делокализованными электронами.
8.3. Магнитные взаимодействия в газе свободных электронов. Модель Хаббарда. Минимум электросопротивления и теория Кондо.
8.4. Типы магнитных структур. Основное состояние Гейзенберговского ферромагнетика. Основное состояние Гейзенберговского антиферромагнетика. Спиновые волны. Домены
9.Сверхпроводимость.
9.1. Эффективное взаимодействие между электронами. Куперовские пары.
9.2. Основное состояние сверхпроводника и спектр элементарных возбуждений. Температура сверхпроводящего перехода. Теплоемкость. Ядерная релаксация. Затухание ультразвука. Инфракрасное поглощение.
|
