Bài giảng Vật lí chất rắn - Chương 0: Giới thiệu môn học cung cấp cho học viên những kiến thức cơ bản về vật lí chất rắn, tại sao cần vật lí chất rắn, những vật liệu của tương lai, đối tượng và mục tiêu nghiên cứu vật lí chất rắn,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
VẬT LÍ CHẤT RẮN Phạm Đỗ Chung Bộ mơn Vật lí chất rắn – Điện tử Khoa Vật lí, ĐH Sư Phạm Hà Nội 136 Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà Nội PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Giới thiệu Vật lí chất rắn Vật lí chất rắn = Solid state physics Condensed matter physics Condensed matter = 1/3 Physics* *Kazi Arafat Ahmed’s lecture (Youtube) PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Tại cần Vật lí chất rắn? • VLCR giới xung quanh • Ứng dụng từ nghiên cứu VLCR PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Những vật liệu tương lai Aerogel Meltamaterials ALON Aluminium Oxynitride PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Đối tượng mục tiêu Đối tượng: Vật rắn có cấu trúc tinh thể (Crystalline) a) Kim loại b) Gốm c) Polymer, Vật rắn khơng có cấu trúc tinh thể Vật rắn vơ định hình Mục tiêu: Giải thích tính chất từ, cơ, nhiệt, điện, quang vật rắn PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 MỤC LỤC • Chương 1: Cấu trúc tinh thể vật rắn • Chương 2: Dao động mạng tinh thể • Chương 3: Khí electron tự do, mặt Fermi • Chương 4: Lí thuyết dải lượng • Chương 5: Bán dẫn • Chương 6: Tính chất từ vật rắn • Chương 7: Siêu dẫn PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Chương • Cấu trúc tinh thể vật rắn (Crystallography) Mạng không gian, ô sơ cấp hệ tinh thể Các yếu tố đối xứng mạng khơng gian 14 mạng Bravais Ơ đơn vị (vs ô sơ cấp) Chỉ số Miller đường thẳng, mặt phẳng mạng Một số cấu trúc tinh thể đơn giản Nhiễu xạ cấu trúc tuần hồn Mạng đảo, định lí mạng đảo 10 Vùng Brillouin 11 Các loại liên kết chất rắn Introduction to Solid state physics, Kittel (Wiley)-8th: Chương 1, 2, PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Chương • Dao động mạng tinh thể Dao động mạng ba chiều Dao động mạng chiều loại nguyên tử Dao động mạng chiều hai loại nguyên tử Lượng tử dao động: Phonon Nhiệt dung vật rắn Sự giãn nở nhiệt Introduction to Solid state physics, Kittel (Wiley)-8th: Chương 4, PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Chương Khí electron tự do, mặt Fermi Khí electron cổ điển (mơ hình Drude) Khí electron lượng tử (mơ hình Sommerfeld) Nhiệt dung khí electron, nhiệt dung kim loại Sự dẫn điện electron, định luật Ohm Sự dẫn nhiệt electron, định luật Wiedemann Franz Solid state physics, Ashcroft and Mermin: Chương Introduction to Solid state physics, Kittel (Wiley)-8th: Chương PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Chương Lí thuyết dải lượng Electron trường tuần hồn tinh thể Mơ hình electron liên kết yếu (định tính) Mơ hình electron liên kết mạnh (định tính) Kim loại, bán dẫn điện mơi Hàm Bloch Mơ hình electron liên kết yếu (định lượng) Mơ hình electron liên kết mạnh (định lượng) Phương trình chuyển động electron lỗ trống Introduction to Solid state physics, Kittel (Wiley)-8th: Chương PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 10 Chương Bán dẫn Cấu trúc dải lượng, mức lượng Fermi Bán dẫn tinh khiết Bán dẫn có tạp chất, nồng độ hạt tải Bán dẫn suy biến Hiệu ứng Hall bán dẫn Lớp tiếp xúc p-n Fundamentals of Semiconduoctors: Physics and Materials Properties, Peter Y.Ui and Manuel Cardona Physics of Semiconductor Devices, Simon M Sze, Kwok K Ng PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 11 Chương Tính chất từ vật rắn Moment từ electron Moment từ nguyên tử, qui tắc Hund Phân loại vật liệu từ Nghịch từ Thuận từ Sắt từ Cấu trúc domain từ hóa vật liệu Introduction to Solid state physics, Kittel (Wiley)-8th: Chương 11&12 PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 12 Chương Siêu dẫn Giới thiệu siêu dẫn Các tính chất chung siêu dẫn Phân loại siêu dẫn Sự lượng tử hóa từ thông, định luật Meissner Siêu dẫn nhiệt độ cao Introduction to Solid state physics, Kittel (Wiley)-8th: Chương 10 PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 13 REFERENCES • Tài liệu chính: Introduction to Solid state physics, C Kittel (Wiley) 2004-8th Vật lí chất rắn, Nguyễn Thế Khơi Nguyễn Hữu Mình • Sách tham khảo: Fundamentals of Materials, William D Callister (Wiley)-5th The Oxford Solid State Basics, Steven H Simon (Oxford) Cơ sở vật lý chất rắn, Đào Trần Cao, (ĐHQGHN) 2004 Physics of Semiconductor Devices, Simon M Sze, Kwok K Ng • Sách tham khảo nâng cao: Solid state physics, Ashcroft and Mermin Physics Of Magnetism And Magnetic Materials, Buschow and De Boer PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Tài liệu học • Bài giảng, tập tài liệu tham khảo: sites.google.com/hnue.edu.vn/phamdochung PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 15 Đánh giá • Chuyên cần = Nộp đủ tập test: 10% • Điểm điều kiện: 30% • Kiểm tra 1: 15% • Kiểm tra 2: 15% • Thi cuối kỳ: 60% 30 tiết lí thuyết + 30 tiết tập (11 buổi lí thuyết + buổi tập) PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 16 .. .Giới thiệu Vật lí chất rắn Vật lí chất rắn = Solid state physics Condensed matter physics Condensed matter = 1/3 Physics* *Kazi Arafat Ahmed’s lecture (Youtube) PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020... vật rắn PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 MỤC LỤC • Chương 1: Cấu trúc tinh thể vật rắn • Chương 2: Dao động mạng tinh thể • Chương 3: Khí electron tự do, mặt Fermi • Chương 4: Lí thuyết dải lượng • Chương. .. cần Vật lí chất rắn? • VLCR giới xung quanh • Ứng dụng từ nghiên cứu VLCR PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Những vật liệu tương lai Aerogel Meltamaterials ALON Aluminium Oxynitride PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020