Спецкурс "Теория твердого тела" для студентов 4 курса

Спецкурс "Теория твердого тела"
для студентов 4 курса кафедры физики полупроводников
профессор Александр Владимирович Чаплик
ПРОГРАММА
1. Введение. Элементы кристаллографии. Кристаллическая решетка, основные
структуры.
Электроны и ядра, адиабатическое приближение. Типы связи в кристаллах.
2. Динамика решетки. Колебательная задача. Обратная решетка, зоны Бриллюэна.
Фононы.
Локальные моды. Фононная теплоемкость, модели дебая и Эйнштейна. Влияние
ангармоничности: поправка к теплоемкости, температурное расширение твердых
тел.
3. Электроны в идеальной решетке.
Теорема Блоха, зонный спектр. Методы нахождения спектра кристаллов: слабая
связь, сильная связь; понятие дырки. Спектр электронов вблизи экстремальных
точек в к-пространстве.
Термодинамика электронного газа, теплоемкость, поверхность Ферми.
Нарушения периодичности. Уровни Тамма, локализованные состояния; Функции
Ванье, доноры ( акцепторы), экситоны.
Поляроны слабой и сильной связи.
Эффекты е-е взаимодействия; экранирование, плазменные колебания, сильные
корреляции: переход Мотта и вигнеровский кристалл.
4. Теория кинетических явлений.
Формальная теория процессов переноса. Кинетическое уравнение и его решение.
Рассеяние на примесях ( остаточное сопротивление). Взаимодействие электронов с
фононами, высокие и низкие температуры. Столкновения между электронами.
Фононная теплопроводность.
5. Гальваномагнитные эффекты.
Кинетическое уравнение в магнитном поле. Тензор магнетопроводимости. Эффект
Холла, магнетосопротивление. Гальваномагнитные эффекты в сильных полях.
Квантовые осцилляции в магнитном поле. Диамагнетизм Ландау. Эффект
Шубникова- Де Гааза. Магнитные поверхностные уровни.
6. Элементы оптики кристаллов.
Решеточное поглощение.
Электронное поглощение. Внутризонные
переходы, плазменный резонанс.
Междузонные переходы, особенности Ван-Хова. Перезоды примесь-зона.
Рекомендуемая литература
Р.Пайерлс. Квантовая теория твердых тел.
Ч.Киттель. Квантовая теория твердых тел.
Дж. Займан. Принципы теории твердого тела. Электроны и фононы.
А.А.Абрикосов. Основы теории металлов.
А.И.Ансельм. Введение в теорию полупроводников.
В.Ф.Гантмахер и И.Б.Левинсон. Рассеяние носителей тока в металлах и
полупроводниках.