UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
FORMULÁRIO DE IDENTIFICAÇÃO DA DISCIPLINA
 

UNIDADE: INSTITUTO DE FÍSICA
DEPARTAMENTO: DEPTO. DE ELETRONICA QUANTICA
DISCIPLINA: Estado Sólido I
CARGA HORÁRIA: 60 CRÉDITOS: 4 CÓDIGO: FIS03-01154
MODALIDADE DE ENSINO: Presencial TIPO DE APROVAÇÃO: Nota e Frequência
 
STATUSCURSO(S) / HABILITAÇÃO(ÕES) / ÊNFASE(S)
ObrigatóriaFIS - Física (versão 2)
Eletiva RestritaFIS - Física (versão 3)
Eletiva DefinidaFIS - Física (versão 4)
FIS - Física (versão 5)
FIS - Física (versão 6)
FIS - Física (versão 7)

TIPO DE AULA CRÉDITO CH SEMANAL CH TOTAL
Teórica4460
TOTAL 4 4 60
EMENTA:

1.Estrutura Cristalina

1.1. periodicidade cristalina, redes e vetores primitivos, célula unitária, simetria cristalina;

1.2 . redes de Bravais bi e tridimensionais, sistemas cúbico e hexagonal: características das redes;

1.3. posições, direções e planos em cristais: índices de Miller, distância interplanar, densidade de pontos e rede;

1.4. redes recíprocas bi e tridimensionais, zonas de Brillouin;



2.Vibrações atômicas e propriedades térmica

2.1.redes monoatômicas, cadeia linear, relação de dispersão ;

2.2.redes diatômicas, relação de dispersão: modos óptico e acústico;

2.3.quantização das vibrações atômicas: fônon;

2.4.capacidade calorífica, modelos de Einstein e Debye;

2.5. interações anarmônicas, condutividade térmica.



3.Gás de Fermi de elétrons livres

3.1.níveis de energia e densidade de orbitais unidimensionais, distribuição de Fermi-Dirac, nível de Fermi, gás de elétrons em três dimensões;

3.2. capacidade calorífica do gás de elétrons, massa térmica efetiva;

3.3. condutividade elétrica e lei de Ohm, resistividade de metais;

3.4. movimento em campos magnéticos: efeito Hall, condutividade térmica de metais: Lei de Weidmann-Franz;

3.5. Níveis de Landau.



4.Teoria de bandas de energia

4.1. Modelo de elétron quase-livre: ´gap´ de energia, funções de Bloch;

4.2. equação de onda do elétron num potencial periódico (Modelo de Kroning Penney);

4.3. aproximação de rede vazia, número de orbitais numa banda Z: metais isolantes;

4.4. superfície de Fermi: esquemas de banda de energia, construção das superfícies de Fermi.



5. Cristais semicondutores

5.1. equações de movimento: elétrons, buracos, massa efetiva;

5.2. concentração de portadores intrínsicos: condutividade e mobilidade;

5.3. 5.3. impurezas em semicondutores: condutividade, níveis de energia aceitadores e doadores;



6. Magnetismo

6.1 Teoria quântica do paramagnetismo, ferromagnetismo e antiferromagnetismo;

6.2 Regras de Hund, íons das terras-raras;

6.3 Propriedades termodinâmicas: calor específico, entropia, susceptibilidade;

6.4 Paramagnetismo de Pauli.


OBJETIVO(S):

Ao final do período o aluno deverá ser capaz de compreender as propriedades básicas dos sólidos a partir de modelos simples.

PRÉ-REQUISITO 1:

FIS02-01933 Termodinâmica e Teoria Cinética dos Gases
PRÉ-REQUISITO 2:

FIS04-07183 Estrutura da Matéria II A
TRAVA:

68 créditos (Física - versão 5)
68 créditos (Física - versão 6)
68 créditos (Física - versão 7)
 
BIBLIOGRAFIA:

- C. Kittel: Introdução à Física do Estado Sólido,

- Ashcroft/ Mermin, Solid State Physics, Saunders College Publishing.