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Materials Physics (Master of Science) >>

Advanced theoretical physics 2: Solid state physics (TV-2, TFP-MAT)10 ECTS
(englische Bezeichnung: Advanced theoretical physics 2: Solid state physics)
(Prüfungsordnungsmodul: Theoretical physics: Solid state physics)

Modulverantwortliche/r: Martin Eckstein, Dozenten der theoretischen Physik
Lehrende: Martin Eckstein


Startsemester: SS 2018Dauer: 1 SemesterTurnus: jährlich (SS)
Präsenzzeit: 105 Std.Eigenstudium: 195 Std.Sprache: Englisch

Lehrveranstaltungen:


Inhalt:

Contents:

  • Structure of solids

Bravais lattices, reciprocal lattice, Brillouin zone

  • The solid as a many-body problem

Hamiltonian of a solid, electron-electron interaction, electron-ion interaction, separation of electronic and ionic motion (Born-Oppenheimer approximation), types of bonding

  • Lattice dynamics: Phonons

Harmonic approximation, classical solution, dispersion relation, acoustic and optical modes, Debye and Einstein model, quantum theory of lattice vibrations, phonons, density of states, van Hove singularities, thermal properties, anharmonic effects

  • Electrons in a periodic potential

Bloch theorem, band structure, nearly free electrons, tight-binding method, Wannier functions, metals, insulators, semiconductors, density of states, Fermi surface, quantum statistics, thermal properties, Fermi distribution

  • Electron-electron interaction

Hartree-Fock method, density functional theory, homogeneous electron gas

  • Topics of current research

Lernziele und Kompetenzen:

Learning goals and competences:
Students

  • comprehend, outline and explain the structure and many-body properties of solids, phonons, electrons in a periodic potential and their interaction as well as transport theory

  • apply the methods of advanced solid-state physics to specific problems

Literatur:

Literature:

  • U. Rössler, Solid State Theory: An Introduction

  • G. Czycholl, Theoretische Festkörperphysik

  • N.W. Ashcroft, N.D. Mermin, Solid State Physics

  • L. Kantorovich, Quantum Theory of the Solid State: An Introduction

  • C. Kittel, Quantum Theory of Solids

  • J.M. Ziman, Principles of the theory of solids


Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

  1. Materials Physics (Master of Science): ab 1. Semester
    (Po-Vers. 2015s | NatFak | Materials Physics (Master of Science) | Master's examination | Theoretical physics: Solid state physics)
Dieses Modul ist daneben auch in den Studienfächern "642#65#H", "Physics (Master of Science)", "Physik (Master of Science)" verwendbar. Details

Studien-/Prüfungsleistungen:

Theoretical physics: solid state physics (Prüfungsnummer: 70211)

(englischer Titel: Theoretical physics: solid state physics)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 120, benotet, 10 ECTS
Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
weitere Erläuterungen:
Freiwillige Zwischenprüfung: Die Präsentation von mindestens zwei vollständig, überwiegend richtig gelösten Hausaufgaben in den Übungsstunden führt zu einer Verbesserung um eine Notenstufe (0,3 oder 0,4 Notenpunkte).
Voluntary interim examination: The presentation of at least two complete, predominantly correct solutions of homework problems in the exercise classes leads to an improved grade by 0.3 or 0.4.
Prüfungssprache: Englisch

Erstablegung: SS 2018, 1. Wdh.: SS 2018 (nur für Wiederholer)
1. Prüfer: Martin Eckstein
Termin: 12.07.2018, 10:00 Uhr, Ort: HH

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