Emne

Faststoffysikk (FYS540)

Fakta

Emnekode FYS540

Vekting (stp) 10

Semester undervisningsstart Høst

Undervisningsspråk Engelsk, Norsk

Antall semestre 1

Vurderingssemester Høst

Timeplan Vis timeplan

Litteratur Søk etter pensumlitteratur i Leganto

Introduksjon

Emnet dekker de grunnleggende fysiske prinsippene som ligger til grunn for materiens struktur, dynamikk og funksjonalitet i fast form.

Innhold

1. Gitter (atomarrangementer i faste stoffer): Krystallsystemer, Bravais-gitter, enhetscelle, krystallografisk akse, vinkler, gitterparametere. Røntgendiffraksjon.

2. Krystallbinding (bindinger): krefter som spiller, ioniske, kovalente, metalliske, hydrogenbindinger

3. Gitterdynamikk (fononer): Monoatomisk, to atomer, harmonisk/anharmonisk, kvantemekanisk, gittervarmekapasitet, termisk ledningsevne

4. Elektroner (e ladning): Fri elektronfermigass, energibånd, fermioverflater, elektriske egenskaper, elektriske eksitasjoner

5. Magnetisme (spinn og orbitaler): Spinn-bane-kobling, magnetiske utvekslingsinteraksjoner, paramagnetisme og langdistansemagnetisk rekkefølge, faseoverganger og magnetiske eksitasjoner.

6. I praktisk termer: Funksjonalitet. Oversikt over eksperimentelle metoder.

Merk at eksamensspråket vil være det samme som undervisningsspråket.

Læringsutbytte

Etter fullført emne skal studenten:

  • F1 kunne beskrive atomposisjoner og symmetrier i faststoffmaterialer ved å bruke den krystallografiske notasjonen.
  • F2 kunne bruke diffraksjonsmetoder for å bestemme interatomiske avstander.
  • K1 har en god forståelse av båndkonseptet og hvordan dette brukes i beskrivelsen og karakteriseringen av elektroniske egenskaper
  • F3 kunne bruke kvantiseringskonseptet for å beskrive transportegenskaper
  • K2 gjenkjenner frihetsgradene bak magnetiske egenskaper i faste stoffer

Forkunnskapskrav

Ingen

Anbefalte forkunnskaper

Kvantemekanikk (FYS320), Mikrofysikk (FYS330), Statistisk fysikk (FYS340)

Eksamen / vurdering

Muntlig eksamen og rapport

Muntlig eksamen

Vekt 2/3

Varighet 30 Minutter

Karakter Bokstavkarakterer

Hjelpemiddel Ingen hjelpemidler tillatt

Rapport

Vekt 1/3

Karakter Bokstavkarakterer

Eksamenssystem Canvas

Rapporten skrives individuelt.

Det er ingen kontinuasjonsmulighet på rapporten. Studenter som ikke består rapporten kan ta denne delen på nytt neste gang emnet har ordinær undervisning.

Arbeidsformer

4 timer forelesning per uke og 2 timer øvingstimer

Undervisningsspråk: Engelsk.

Bruk av KI som studiestøtte i studiearbeidet

KI-verktøy kan brukes som læringsstøtte i FYS540, men skal aldri erstatte den faststoffysiske forståelsen emnet skal bygge — å beskrive krystallstrukturer og selv bruke diffraksjonsmetoder til å bestemme dem er nettopp det du selv skal mestre. Nyttige bruksområder er å be KI forklare et begrep (f.eks. hva et Bravais-gitter er, hvordan røntgendiffraksjon bestemmer struktur, eller hvordan en krystallbinding beskrives), å forberede deg til en laboratorieøkt, eller å forbedre struktur og språk i en rapport du selv har skrevet. All bruk av KI skal oppgis i det du leverer, slik det er spesifisert i emnebeskrivelsen, og du er selv ansvarlig for kritisk å vurdere det KI produserer.

Åpent for

Enkeltemner på masternivå ved Det teknisk-naturvitenskapelige fakultet
Matematikk og fysikk - master Matematikk og fysikk - master
Utveksling ved Det teknisk-naturvitenskapelige fakultet

Opptakskrav

Søkeren må oppfylle opptakskravet til et av studieprogrammene som emnet er åpent for.

Emneevaluering

Fakultetet avgjør om det skal gjennomføres tidligdialog i alle emner eller i utvalgte grupper av emner. Formålet er å få tilbakemeldinger fra studentene for forbedringer i semesteret. I tillegg skal det gjennomføres en digital emneevaluering minst hvert tredje år for å innhente studentenes erfaringer.

Kontakt

Instituttleder:
Bjørn Henrik Auestad
Emneansvarlig:
Eva Rauls

Tilbys av

Det teknisk-naturvitenskapelige fakultet

Institutt for matematikk og fysikk

Emnebeskrivelsen er hentet fra Felles studentsystem Versjon 1