Bf.36 Elektronstruktur og Optiske Egenskaber

Indhold
Et faststoffysikkursus på mellemniveau i den forstand, at det forudsætter, at man har fulgt et grundlæggende kursus (Af.8), og således har stiftet bekendtskab med begreber som direkte- og reciprokrum, Brillouinzoner, gitter-svingninger, fri-elektron model for elektrontilstande, röntgendiffraktion. Der vil i dette kursus hovedsageligt blive lagt vægt på beskrivelse af elektrontilstande i faste stoffer samt faste stoffers optiske egenskaber. Den grundlæggende teori vil blive præsenteret i form af kvalitativt rigtige, men simple, modeller, og anvendt på eksempler. Nedenstående emneliste giver via nøgleord en oversigt over kursets indhold.

Schrödingerligningen for mange elektroner.
Born-Oppenheimer approksimationen. Hartree- og Hartree-Fock approksimationerne. Hartree-Fock-Slater, Slater-Xalfa. Tæthedsfunktionalteori. Skærmning.

Elektrontilstande i krystaller.
Båndstrukturbegrebet, metal, isolator, halvleder. Tætbindingsmodeller. Eksempler: lineær kæde, simpel kubisk model, halvleder (model-Si), overfladetilstande. Præsentation af realistiske båndstrukturer for halvledere og metaller.

Optiske Egenskaber.
Dielektrisk funktion, epsilon(omega). Kramers-Kronig relationer. Intra- og interbåndovergange. Eksitoner. Fotoelektron-spektroskopi (XPS, UPS). Ikke-lineære optiske egenskaber.

Lavdimensionale strukturer.
Kvantebrønde, -tråde, -prikker. Grafit, nanorør, klynger.

Forudsætninger
Af.8 Faststof- og statistisk fysik I

Litteratur
P.Y. Yu and M. Cardona "Fundamentals of Semiconductors" (3.rd ed.), Springer 2001 samt noter.

Kursets form og omfang
2 timers forelæsning og 2 timers øvelser om ugen.

Lærer
Niels Egede Christensen

Belastning
1 point/5 ECTS

Semester
Efterår