FÍSICA DEL ESTADO SÓLIDO IB. ESPECIALIDAD

DE FÍSICA GENERAL

1. EQUIPO DOCENTE

Dra. D.a Ana Gómez Antón. Profesora Titular de Universidad

2. OBJETIVOS

Introducir al alumno en los conceptos fundamentales de la Físicadel Estado Sólido, proporcionándole la base para estudios posterioressobre la amplia materia que engloba la denominada Física de los Mate-riales.

3. CONTENIDOS

TEMA I. Estructura cristalina y difracción. Redes cristalinas. Celda uni-dad y primitiva. Redes de Bravais. Base cristalina. Direcciones yplanos cristalográficos. Indices de Miller. Estructuras cristalinasmás relevantes. Red recíproca: propiedades. Redes recíprocas másimportantes. Zonas de Brillouin. Difracción de rayos X. Formula-ción de Bragg. Formulación de Laue. Construcción de Ewald. Fac-tor atómico de forma. Factor de estructura. Métodos experimenta-les de difracción.

TEMA II. Dinámica de redes. Vibraciones reticulares en cristales unidimen-sionales. Cadena monoatómica. Modos normales. Densidad deestados en el sólido unidimensional. Cadena lineal biatómica.Vibraciones de red en un cristal tridimensional. Densidad de esta-dos. Energía de vibración de un cristal y su cuantificación: fono-nes. Anarmonicidad. Difusión de neutrones.

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ASIGNATURA:

(Código: 075153)

5º

TEMA III. Propiedades térmicas de los sólidos. Capacidad calorífica de lared: modelo clásico. Modelo de Einstein. Modelo de Debye. Con-sideraciones sobre el modelo de Debye. Sobre la contribución delos electrones al calor específico del cristal. La conductividad tér-mica de los aislantes: modelo clásico; modelo fonónico.

TEMA IV. Electrones libres en metales. Modelo de Drude: conductividad.Modelo de Sommerfeld. Propiedades del estado fundamental delgas de electrones libres. El gas de electrones libres a temperaturafinita. Capacidad calorífica del gas de electrones libres.

TEMA V. El potencial periódico de la red. Teoría de bandas. Ecuación deSchrödinger para el sólido, aproximaciones. El potencial periódi-co del cristal:teorema de Bloch. Consecuencias del teorema deBloch. Bandas de energía: representaciones gráficas; relación conla condición de Bragg. Superficie de Fermi. Densidad de estadoselectrónicos. Clasificación de los sólidos en función de la ocupa-ción de las bandas. El modelo unidimensional de Kronig-Penney.La teoría de los electrones cuasilibres. La aproximación del enlacefuerte.

TEMA VI. Dinámica de los electrones de Bloch. Modelo semiclásico. Lasecuaciones de movimiento. Masa efectiva del electrón en el cristal.Concepto de hueco. La conductividad eléctrica y térmica de losmetales; dependencia con la temperatura.

4. BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

GÓMEZ ANTÓN, A.: Física del Estado Sólido, Unidades Didácticas.UNED, 1993.

5. OTROS MATERIALES DIDÁCTICOS

En el CD-ROM de la Facultad de Ciencias que se les entrega al hacerla matrícula, encontrarán material complementario que deben estu-diar (la aproximación del enlace fuerte), indicaciones para el estudiode los temas, información sobre las prácticas obligatorias, exámenesde convocatorias anteriores, etc.

6. BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

En castellano:

KITTEL, C.: Introducción a la Física del Estado Sólido. 3a edición. Ed.Reverté, 1993.

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Física del Estado Sólido I (075153) CURSO 2002/20035º

McKELVEY, J. P.: Física del Estado Sólido y de Semiconductores. Ed. Limu-sa, 1987.

ROSENBERG, H. M.: El Estado Sólido. Ed. Alianza Universidad, 1993.

ZIMAN, J.: Principios de la Teoría de los Sólidos. Ed. Selecciones Cientí-ficas, 1969.

En inglés:

ASHCROFT, N. M. y MERMIN, N. D.: Solid State Physics. Ed. Holt-Rine-hart-Winston, 1975.

ELLIOTT, S. R.: The Physics and Chemistry of Solids. Ed. John Wiley, 1998.

HOOK, J. R., HALL, H. E.: Solid State Physics. 2a edición. Ed. JohnWiley, 1991.

IBACH, H. H. y LÜTH, H.: Introduction to Solid State Physics. 2a edición.Ed. Springer, 1995.

7. EVALUACIÓN

7.1. PRÁCTICAS DE LABORATORIO

La realización de las prácticas de laboratorios es obligatoria parapoder aprobar la asignatura. La calificación será de Apto o No Apto. Lasprácticas se desarrolarán en la Facultad de Ciencias de la UNED (Sendadel Rey, 9. Madrid), por grupos, durante los últimos días de noviembrey a lo largo del mes de diciembre de 2002. Cada grupo comprendecinco sesiones de cuatro horas de duración cada una.

Para poder realizar las prácticas, y a fin de organizar los grupos, esimprescindible que el alumno comunique directamente a la profe-sora de la asignatura, antes del 10 de noviembre de 2002, su direc-ción postal completa —incluido un teléfono de contacto—, junto consu deseo de realizar las prácticas. Pueden comunicarlo mediante fax,teléfono, carta o personalmente, pero no a través de la ficha del depar-tamento. Los alumnos que contacten después de la fecha en que se cie-rre el plazo de matrícula (suponiendo que ésta sea posterior al 10 denoviembre) no tendrán garantizada plaza en el laboratorio para elcurso académico 2002-03. La fecha exacta de realización de las prácti-cas se notificará oportunamente a cada alumno, una vez recibida susolicitud. Noten que quien primero contacta elige turno.

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CURSO 2002/2003 Física del Estado Sólido I (075153) 5º

Para sacar el mayor rendimiento a las prácticas es conveniente estarfamiliarizado con los conceptos de la asignatura por lo que se reco-mienda que se hayan leído el libro (que no es lo mismo que estudia-do) previamente. Se desaconseja que soliciten hacer prácticas si no tie-nen intención de presentarse al examen teórico en el mismo cursoacadémico.

7.2. PRUEBAS PRESENCIALES

Las Pruebas Presenciales constan de cuestiones teóricas conceptua-les –con un mínimo de desarrollo matemático y a las que deben con-testar de forma clara y concisa–, y ejercicios prácticos –de nivel nuncasuperior al de los desarrollados en las unidades didácticas o de losremitidos a los alumnos.

No se permite el uso de libros ni apuntes durante las pruebas pre-senciales. La calculadora, si se autoriza, debe de ser no programable.Para más información consulten el CD-ROM de la Facultad.

Nota: Si algún alumno tiene dificultad para consultar el CD-ROMpuede ponerse en contacto con la profesora de la asignatura quien,gustosamente, le remitirá en papel el contenido que sobre la asignatu-ra aparece en el CD-ROM.

8. HORARIO DE ATENCIÓN AL ALUMNO

Martes de 16 a 20 horasDespacho: 223Tel.: 91 398 71 77

Dirección postal:

D.a Ana Gómez Antón

Facultad de Ciencias. UNEDDepartamento de Física de los MaterialesApartado 6014128080 Madrid

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