Παρουσίαση/Προβολή

Διδάσκοντες

Βλάσιος Λυκοδήμος

Νικόλαος Στεφάνου

Μαθησιακοί στόχοι

Το μάθημα παρέχει στο φοιτητή τις απαραίτητες γνώσεις για την κατανόηση βασικών εννοιών και μεθόδων της φυσικής στερεάς κατάστασης, ξεκινώντας από τη μικροσκοπική δομή της ύλης. Με την επιτυχή παρακολούθηση και ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής είναι σε θέση:

• Να κατανοήσει την κρυσταλλική δομή της στερεάς ύλης και ειδικότερα τις έννοιες του κρυσταλλικού πλέγματος, της μοναδιαίας κυψελίδας, του αντιστρόφου πλέγματος, καθώς και τις αρχές της περίθλασης από περιοδικές δομές με εφαρμογές σε απλές κρυσταλλικές δομές.
• Να διακρίνει τα είδη των κρυσταλλικών δεσμών και να υπολογίσει την ενέργεια συνοχής κρυστάλλων αδρανών αερίων, ιοντικών κρυστάλλων, καθώς και μετάλλων χρησιμοποιώντας την κβαντική περιγραφή του αερίου ελεύθερων ηλεκτρονίων (μεταλλικός δεσμός-πρότυπο jellium) σε μία, δύο και τρεις διαστάσεις.
• Να περιγράψει μαθηματικά τις πλεγματικές ταλαντώσεις και τις σχέσεις διασποράς τους σε κρυστάλλους με μονοατομική ή διατομική κυψελίδα και να κατανοήσει την έννοια των φωνονίων.
• Να κατανοήσει τη σημασία της περιοδικότητας της δομής και του δυναμικού στη δημιουργία ενεργειακών ζωνών στα κρυσταλλικά στερεά και να είναι σε θέση να λύσει/εξηγήσει αντίστοιχα απλά προβλήματα/φαινόμενα.
• Να αναλύσει διαγράμματα ενεργειακών ζωνών ηλεκτρονίων στερεών και, με βάση τα διαγράμματα αυτά, να διακρίνει τα υλικά σε μέταλλα, ημιαγωγούς και μονωτές. Επίσης, να υπολογίσει τη δομή ενεργειακών ζωνών στερεών με απλές προσεγγιστικές μεθόδους.
• Να κατανοήσει το φαινόμενο της ηλεκτρικής αγωγιμότητας, στο πλαίσιο της ημικλασικής θεωρίας της δυναμικής απόκρισης των ηλεκτρονίων ενός κρυστάλλου σε εξωτερικό πεδίο, και να υπολογίσει τον τανυστή ηλεκτρικής αγωγιμότητας.
• Να συνδυάσει γνώσεις κλασικής μηχανικής, ηλεκτρομαγνητισμού, κβαντικής και στατιστικής φυσικής για την περιγραφή των κρυσταλλικών στερεών.
• Να εμπεδώσει τις έννοιες της κρυσταλλικής δομής και των ενεργειακών ζωνών μέσω της εργαστηριακής άσκησης στην περίθλαση ηλεκτρονίων σε κρυσταλλικό πλέγμα γραφίτη και τον προσδιορισμό  του ενεργειακού χάσματος του γερμανίου με μετρήσεις αγωγιμότητας σε διάφορες θερμοκρασίες.

Με την επιτυχή παρακολούθηση και ολοκλήρωσή του, το μάθημα αποσκοπεί στο να έχει αποκτήσει ο φοιτητής τις παρακάτω ικανότητες:

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών.
• Αυτόνομη εργασία.
• Αναλυτική και συνθετική σκέψη.
• Κριτική σκέψη.
• Επίλυση προβλημάτων.

Προτεινόμενα συγγράμματα

• C. Kittel, Εισαγωγή στη Φυσική Στερεάς Κατάστασης, Επιστημονικές Εκδόσεις Α.Γ. Πνευματικός, 1979.
• Π. Βαρώτσος, Κ. Αλεξόπουλος, Φυσική Στερεάς Κατάστασης, Εκδόσεις Α. & Σ. Σαββάλας ΑΕ, 1995.
• H. Lüth, H. Ibach, Φυσική Στερεάς Κατάστασης, Εκδόσεις Π. Ζήτη & Σία ΙΚΕ, 2001.
• M. Razeghi, Fundamentals of Solid State Engineering, HEAL-Link Springer ebooks, 2006.
• G. Iadonisi, G. Cantele, M. L. Chiofalo, Introduction to Solid State Physics and Crystalline Nanostructures, HEAL-Link Springer ebooks, 2014.

Μέθοδοι διδασκαλίας

ΤΡΟΠΟΣ ΠΑΡΑΔΟΣΗΣ: Πρόσωπο με πρόσωπο, ζωντανή μετάδοση (εξ αποστάσεως εκπαίδευση).

ΧΡΗΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ (ΤΠΕ): Ηλεκτρονική επικοινωνία με φοιτητές με χρήση ΤΠΕ. Υποστήριξη διδασκαλίας με χρήση Η/Υ, βιντεοπροβολέα,πλατφόρμα eclass.

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ: Διαλέξεις, φροντιστήριο, εργαστηριακή άσκηση.

Μέθοδοι αξιολόγησης

• Θεωρία (γραπτές εξετάσεις): 75%.
• Εργαστήριο (προφορική εξέταση, εργαστηριακές αναφορές): 25%.