Faculty Members

Back

فیزیک حالت جامد (دکتری، گرایش مهندسی مواد)

این درس با دو رویکرد مختلف تئوری و عملی، برخی از مهم ترین مباحث مطرح شده در تئوری الکترونی و فیزیک حالت جامد موارد را در بر می گیرد. مطالب درس به شکل 9 فصل مجزا از هم به شرح زیر ارائه خواهد شد:

 

فصل اول: دویدن در پی آواز حقیقت

1-1. مقدمه

1-2. مدل تامسون (1904)

1-3. مدل رادرفورد (1911)

1-4. مدل بور (1913)

1-5. مدل شرودینگر (1926)

     1-5-1. از بور تا شرودینگر

    1-5-2. اعداد کوانتومی، سطوح انرژی و اوربیتال­های اتمی

    1-5-3. سطوح انرژی در اتم­های چند الکترونی و جدول تناوبی

تمرین­ها       

                                                                                                                                                              

فصل دوم: دیداری با شرودینگر

2-1. مقدمه

2-2. از معادلات امواج الکترومغناطیس ماکسول تا معادلۀ موج الکترون شرودینگر

2-3. الکترون آزاد و پاسخ معادلۀ شرودینگر

2-4. پدیدۀ تونل زنی یا نشتی الکترون

2-5. مفهوم موج الکترون شرودینگر بر مبنای مفهوم عدم قطعیت هایزنبرگ

2-6. سطوح کوانتیدۀ انرژی الکترون محبوس در چاه انرژی پتانسیل

          تمرین­ها

        

فصل سوم: ارزش میراث شرودینگر

3-1. مقدمه

3-2. توصیف شرودینگری از اتم هیدروژن

3-3. اوربیتال­های اتمی و نحوۀ توزیع احتمالی الکترون در اتم

3-4. اوربیتال­های مولکولی

3-5. اوربیتال­های کریستالی و نظریۀ نواری جامدات 

تمرین­ها

 

فصل چهارم: هادی­ها و تئوری رسانش

4-1. مقدمه

4-2. هم پوشانی نوارهای انرژی

4-3. انرژی فرمی و تابع کار

4-4. نشر الکترون

4-5. گاز الکترونی و سازوکار رسانش در هادی­ها

4-6. عوامل موثر بر مقاومت الکتریکی هادی­ها

تمرین­ها

فصل پنجم: عایق­ها و تئوری قطبش

5-1. مقدمه

5-2. عایق­ها و نظریۀ نوار انرژی

5-3. سازوکار هدایت الکتریکی در عایق­ها

       هدایت الکتریکی در مواد با پیوندهای یونی

       هدایت الکتریکی در پلیمرها (بَسپار­ها)‏

5-4. قطبش و مواد دی الکتریک

5-5. سازوکارهای قطبش

5-6. ثابت دی­الکتریک و تلفات دی­الکتریک در میدان­های متناوب ‏

5-7. شکست دی الکتریک ‏

5-8. فروالکتریسیته

5-9. پیزوالکتریسیته ‏

تمرین­ها

 

فصل ششم: نیمه هادی­ها و تئوری شبهِ­رسانش

6-1. مقدمه

6-2. تقسیم­بندی و انواع نیمه هادی­ها

6-3. نیمه هادی­های ذاتی

6-4. نیمه هادی­های غیرذاتی

     6-4-1. نیمه هادی­های غیرذاتی گونۀ n (منفی)

     6-4-2. نیمه هادی­های غیرذاتی گونۀ p (مثبت)

     6-4-3. اثر دما بر نیمه هادی­های غیرذاتی

6-5. ادوات نیمه هادی

     6-5-1. دیودهای یکسوکنندۀ p-n

     6-5-2. دیودهای نور افشان و لیزرهای دیودی

     6-5-3. ترانزیستورها

                           ترانزیستور اتصال دو­قطبی

                           ترانزیستور اثر میدان

         6-6. مدارهای مجتمع و نحوۀ ساخت ترانزیستورها

تمرین­ها

 

فصل هفتم:  آهن­رباها و تئوری مغناطش

7-1. مقدمه

7-2. آثار مغناطش (مغناطش از نگاه ماکروسکوپی)‏

7-3. دسته بندی مواد بر مبنای چگونگی پاسخ به میدان مغناطیسی اعمالی

7-4. دوقطبی­های مغناطیسی و منشاء مغناطش در مواد مغناطیسی

7-5. منحنی مغناطش و حوزه­های مغناطیسی

7-6. آهن رباهای موقت-آهن رباهای دائم (مغناطیس های نرم-مغناطیس های سخت)

7-7. آلیاژهای مغناطیسی (فرومغناطیس­ها)‏

7-8. سرامیک­های مغناطیسی (فری­مغناطیس­ها)

7-9. مواد مغناطیسی و فناوری اطلاعات

                دیسک­های سخت

               نوارهای مغناطیسی

تمرین­ها

 

فصل هشتم:  ابرهادی­ها و تئوری ابرمغناطش

8-1. مقدمه

8-2. محدودیت­های ابررسانایی

8-3. اثر میسنر و ابردیامغناطیس (‏B=0‏)‏

8-4. ابررساناهای نوع دوم و تحقق رویای اُنس

8-5. ترکیب­های سرامیکی و ابررساناهای دمای بالا

8-6. کاربرد ابررساناهای دمای بالا

تمرین­ها

 

فصل نهم:  نور و تئوری بَرتابِش

9-1. مقدمه

9-2. امواج الکترومغناطیس ‏

9-3. برخورد نور با جامدات

       قطبش الکترونی

       انتقالات الکترونی

9-4. رفتار نوری فلزات

9-5. رفتار نوری غیر فلزات‏

      9-5-1. انکسار یا شکست نور

      9-5-2. بازتاب نور

      9-5-3. جذب نور

      9-5-4. عبور نور

      9-5-5. معمای رنگ

      9-5-6. پراکنش نور

9-6. کاربرد ویژگی­های نوری مواد

      9-6-1. آینه­ها

      9-6-2. جواهرات زرین

      9-6-3. پوشش­های ضد بازتاب

      9-6-4. دیگر پوشش­های نوری

      9-6-5. اثر تابندگی و کاربردهای آن‏

               اثر فروزندگی و ایجاد تصویر در تلویزیون­های لامپ پرتو کاتدی ‏

               دیودهای نشر نوری (‏LED‏) و تابندگی الکتریکی‏

      9-6-6. لیزرها و تقویت باریکۀ نور

                لیزر حالت جامد یاقوت سرخ

                لیزر نیمه هادی

                لیزر گازی هلیوم-نئون

      9-6-7. اثر نوررسانایی و کاربردهای آن

      9-6-8. سلول­های خورشیدی و  اثر نورولتاژی

      9-6-9. تارهای نور و انقلاب ارتباطاتی

تمرین­ها