Faststoff-fysikk, videregående kurs

Symmetrier i krystaller, metoder for å beregne energibånd, formalisme for andrekvantisering, plasmoner, fononer, polaroner, polaritoner, optiske prosesser og eksitasjoner, dielektriske og ferroelektriske materialer, Landau-teori, faseoverganger, superledning, dia- og paramagnetisme, ferro- og antiferromagnetisme, magnetisk resonans.

Læringsutbytte

Kunnskap som kan tilegnes fra kurset:

• Grunnleggende forståelse for de viktigste vekselvirkningene mellom faste stoffer og eksterne felt (elektromagnetiske, termiske)
• Elektrodynamikk i ledende materialer, inkludert elektrostatisk skjerming, metall-isolator overgang, elektron-elektron samt elektron-fonon vekselvirkninger.
• Kobling mellom elektriske felt og interne responsvariabler i faste stoffer, slik som fonon-foton kobling og plasmaoscillasjoner
• Kjennskap til ulike eksperimentelle metoder som brukes til å studere båndstruktur, fononer og magnoner.
• Kjennskap til Landau-teori og faseoverganger.
• Kjennskap til dielektriske og ferroelektriske materialer, ferroelektriske domener og hysterese
• Innføring i lav-temperatur type-I og type-II superledning og tilhørende teorier
• Kjennskap til mikroskopisk opprinnelse til dia- og paramagnetisk respons i materialer
• Forstå magnetiske faseoverganger og ulike typer magnetisk orden (ferromagnetisme, antiferromagnetisme) beskrevet via midlere-felt teori og spinnbølge modeller
• Forstå fenomener knyttet til magnetiske faseoverganger, slik som domene-dannelse og hysterese
• Innføring i magnetisk resonans

Ferdigheter som tilegnes gjennom kurset

• Evne til å utføre kvantitative beregninger for å bestemme elektromagnetiske og termodynamiske egenskaper til faste stoffer
• Kunne håndtere andrekvantiserte tight-binding Hamilton-operatorer og midlere-felt teorier
• Kunne bruke Fourier-tranformasjoner og bølgebasert beskrivelse av den dynamiske responsen til materialer

Generell kompetanse tilegnet gjennom kurset

• Kjennskap til etablerte, sentrale modeller i kondenserte mediers fysikk
• Kjennskap til noen av de viktigste og mest aktive forskningsområdene i kondenserte mediers fysikk

Forelesninger og regneøvinger. Emnet undervises på engelsk slik at internasjonale mastergradsstudenter kan følge emnet. Forventet arbeidsinnsats i emnet er 225 timer.

Emnet har felles forelesninger med TFY4245.