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35801 - FÍSICA DEL ESTADO SÓLIDO (2017-18)

Datos generales  

Código: 35801
Profesor/a responsable:
CATURLA TEROL, MARIA JOSE
Crdts. ECTS: 6,00
Créditos teóricos: 1,60
Créditos prácticos: 0,80
Carga no presencial: 3,60

Departamentos con docencia

Estudios en los que se imparte



Competencias y objetivos

Información provisional. Pendiente de aprobación por el Consejo de Departamento.

Contexto de la asignatura para el curso 2017-18

Asignatura de Introdución a la Física del Estado Sólido.

 

 

Competencias de la asignatura (verificadas por ANECA en grados y másteres oficiales)

Competencias Generales del Título (CG)

  • CG1 : Desarrollar un aprendizaje autodirigido o autónomo de profundización en la materia.
  • CG2 : Seguir e interpretar críticamente los últimos adelantos en la teoría y la práctica de la Ciencia de Materiales.
  • CG4 : Llevar a cabo con corrección suficiente la comunicación oral y escrita, en castellano y en inglés, de los contenidos de la materia.
  • CG6 : Utilizar la bibliografía científica, bases de patentes y de legislación.
  • CG7 : Utilizar las herramientas informáticas y las tecnologías de la información.

 

Competencias específicas:>>fundamentales

  • CEF1 : Conocer los conceptos fundamentales sobre la Química del Estado Sólido para su aplicación en el desarrollo de la investigación (en el ámbito académico y profesional) en Ciencia de Materiales.
  • CEF10 : Conocer el concepto de nanomateriales y las principales propiedades que los caracterizan.
  • CEF2 : Conocer los conceptos fundamentales sobre la Física de Estado Sólido para su aplicación en el desarrollo de la investigación (en el ámbito académico y profesional) en Ciencia de Materiales.
  • CEF4 : Conocer los fundamentos de las técnicas de caracterización principales para su aplicación en el desarrollo de la investigación (en el ámbito académico y profesional) en Ciencia de Materiales.
  • CEF5 : Conocer las propiedades más destacadas de los materiales (mecánicas, eléctricas, ópticas, etc.)
  • CEF6 : Clasificar materiales según propiedades y aplicaciones.
  • CEF7 : Determinar las técnicas de caracterización adecuadas para cada tipo de material.
  • CEF8 : Seleccionar materiales para una determinada aplicación.
  • CEF9 : Interpretar comportamientos y establecer relaciones entre propiedades y estructura.

 

Competencia exclusiva de la asignatura

Sin datos

Resultados de aprendizaje (Objetivos formativos)

Conocimiento de los conceptos fundamentales de la Ciencia de Materiales, las propiedades principales de los sólidos y las técnicas principales de  caracterización. Establecer relación entre propiedades y estructura.

Objetivos específicos indicados por el profesorado para el curso 2017-18

1) Familiarizarse con los principios físicos que nos permiten comprender las propiedades de la materia en estado sólido

2) Comprender la importancia del carácter cristalino en los materiales sólidos

3) Adquirir nociones básicas sobre redes cristalinas y las técnicas de estudio

4) Entender la importancia de la dinámica de los electrones en las propiedades de conducción de los materiales

5) Comprender la importancia del comportamiento cuántico de los electrones en metales

6) Entender el origen de las bandas de energía en sólidos y nociones básicas de cálculo


Contenidos y bibliografía

Contenidos para el curso 2017-18

Redes de Bravais. Vibraciones de la red cristalina. Teorema de Bloch. Estados electrónicos: metales, aislantes y semiconductores, propiedades de transporte.
Tema 1: Descripción de estructuras cristalinas

 

1.1 Redes cristalinas

 

1.2 Simetría en redes cristalinas

 

1.3 Índices de Miller

 

1.4 Estructuras cristalinas simples: FCC, BCC, HCP, Diamante

 

1.5 Sólidos no-cristalinos


Tema 2: Difracción y la red recíproca

 

2.1 Introducción

 

2.2 Teoría general de la difracción: ley de Bragg

 

2.3 La red recíproca

 

2.4 La ecuación de von Laue

 

2.5 Factor de estructura

 

2.6 Métodos experimentales de difracción


Tema 3: Defectos en sólidos

 

3.1 Defectos puntuales

 

3.2 Difusión de defectos

 

3.3 Dislocaciones, bordes de grano y fallas de apilamiento.


Tema 4: Propiedades mecánicas de los sólidos

 

4.1 Curvas de tensión-deformación

 

4.2 Las constantes elásticas de un sólido

 

4.3 Introducción a la plasticidad


Tema 5: Dinámica de la red cristalina

 

5.1 Vibraciones en una dimensión

 

5.2 Vibraciones en dos y tres dimensiones

 

5.3 Espectroscopía de fonones

 

5.4 Propiedades térmicas de las redes cristalinas


Tema 6: Teoría clásica del transporte en metales.

 

6.1 Modelo de Drude. Densidad de corriente. Tiempo de Scattering.

 

6.2 Conductividad eléctrica. Efecto Hall clásico.

 

6.3 Conductividad AC. Conductividad térmica.

 

Tema 7: Teoría cuántica de los electrones en conductores

 

7.1 Distribución de Fermi Dirac. Gas libre de electrones. Densidad de estados.

 

7.2 Energía de Fermi. Energía de estado fundamental. Expansión de Sommerfield.

 

7.3 Calor específico. Paramagnetismo de Pauli.

 

7.4 Fallos del modelo de electrones libres

 

Tema 8: Introducción a la teoría cuántica de los estados electrónicos en cristales

 

8.1 Electrón en un potencial 1D. Barrera simple, doble y periódica. Bandas de energía en 1D.

 

8.2 Red de Bravais Espacio recíproco. Primera zona de Brillouin.

 

8.3 El potencial periódico. Teorema de Bloch. Electrones casi libres.

 

Tema 9. Introducción al cálculo de estructura de bandas

 

9.1 El método tight-binding y el método LCAO.

 

9.2 Estructura electrónica del benceno.

 

9.3 Estructura electrónica de la cadena monoatómica. Estructura electrónica de un nanotubo.

 

9.4 Estructura electrónica del grafeno. Estructura electrónica del Silicio.

 

Enlaces relacionados

Sin datos

 

Bibliografía

Computer algebra recipes : a gourmet`s guide to the mathematical models of science
Autor(es): ENNS, Richard ; McGUIRE, George C.
Edición: New York : Springer Science+Business Media, 2001;
ISBN: 978-1-4612-6533-7
Categoría: Básico

Solid state physics : an introduction
Autor(es): Hofmann, Philip
Edición: Weinheim : Wiley-VCH, 2016;
ISBN: 978-3-527-41282-2
Categoría: Básico

Introduction to solid state physics
Autor(es): Kittel, Charles
Edición: Chichester : John Wiley, 2005;
ISBN: 978-0-471-41526-8
Categoría: Sin especificar

Structure and bonding in crystalline materials
Autor(es): Rohrer, Gregory S.
Edición: Cambridge : Cambridge University Press, 2009;
ISBN: 978-0-521-66379-3 (rúst.)
Categoría: Sin especificar

Computational physics : simulation of classical and quantum systems
Autor(es): Scherer, Philipp O.J.
Edición: Berlin : Springer, 2017;
ISBN: 978-3-319-61087-0 (libro e)
Categoría: Complementario

Evaluación

Información provisional. Pendiente de aprobación por el Consejo de Departamento.

Instrumentos y criterios de evaluación 2017-18

La evaluación de las competencias se realiza en gran medida de forma continua a través de la valoración por parte del profesor de las distintas actividades propuestas a los alumnos (cuestiones, exposiciones, trabajo en laboratorio, informes, etc.).

Descripción Criterio Tipo Ponderación
Evaluación continua

Realización de problemas

 ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN DURANTE EL SEMESTRE 100

 

Fechas de pruebas de evaluación oficiales para el curso 2017-18

Sin datos

 

 



Profesorado

CATURLA TEROL, MARIA JOSE
Profesor/a responsable

  • CLASE TEÓRICA: Grupos:
    • 1
  • PRÁCTICAS DE LABORATORIO: Grupos:
    • L1
  • PRÁCTICAS DE PROBLEMAS / TALLER: Grupos:
    • P1

CHIAPPE ACOSTA, GUILLERMO

  • CLASE TEÓRICA: Grupos:
    • 1
  • PRÁCTICAS DE LABORATORIO: Grupos:
    • L1
  • PRÁCTICAS DE PROBLEMAS / TALLER: Grupos:
    • P1

 

Grupos

CLASE TEÓRICA

Grupo Semestre Turno Idioma Matriculados
Gr. 1 (CLASE TEÓRICA) : 1 1S Todo el día CAS 4


PRÁCTICAS DE LABORATORIO

Grupo Semestre Turno Idioma Matriculados
Gr. L1 (PRÁCTICAS DE LABORATORIO) : L1 1S Todo el día CAS 0


PRÁCTICAS DE PROBLEMAS / TALLER

Grupo Semestre Turno Idioma Matriculados
Gr. P1 (PRÁCTICAS DE PROBLEMAS / TALLER) : P1 1S Todo el día CAS 0




Horarios

CLASE TEÓRICA

Grupo Fecha inicio Fecha fin Día Hora inicio Hora fin Aula
1 12/09/2017 12/09/2017 MAR 15:30 17:30 CI/0004  
1 19/09/2017 19/09/2017 MAR 15:30 17:30 CI/0004  
1 26/09/2017 26/09/2017 MAR 15:30 17:30 CI/0004  
1 29/09/2017 29/09/2017 VIE 17:30 19:30 CI/0004  
1 03/10/2017 03/10/2017 MAR 15:30 17:30 CI/0004  
1 10/10/2017 10/10/2017 MAR 15:30 17:30 CI/0004  
1 17/10/2017 17/10/2017 MAR 15:30 17:30 CI/0004  
1 20/10/2017 20/10/2017 VIE 17:30 19:30 CI/0004  
1 24/10/2017 24/10/2017 MAR 15:30 17:30 CI/0004  
1 26/10/2017 26/10/2017 JUE 15:30 17:30 CI/0004  
1 31/10/2017 31/10/2017 MAR 15:30 17:30 CI/0004  
1 02/11/2017 02/11/2017 JUE 15:30 17:30 CI/0004  
1 07/11/2017 07/11/2017 MAR 15:30 17:30 CI/0004  
1 09/11/2017 09/11/2017 JUE 15:30 17:30 CI/0004  
1 14/11/2017 14/11/2017 MAR 15:30 17:30 CI/0004  
1 16/11/2017 16/11/2017 JUE 15:30 17:30 CI/0004  
1 21/11/2017 21/11/2017 MAR 15:30 17:30 CI/0004  
1 23/11/2017 23/11/2017 JUE 15:30 17:30 CI/0004  
1 28/11/2017 28/11/2017 MAR 15:30 17:30 CI/0004  
1 30/11/2017 30/11/2017 JUE 15:30 17:30 CI/0004  

PRÁCTICAS DE LABORATORIO

Grupo Fecha inicio Fecha fin Día Hora inicio Hora fin Aula
L1 14/09/2017 14/09/2017 JUE 15:30 17:30 CI/0004  
L1 21/09/2017 21/09/2017 JUE 15:30 17:30 CI/0004  
L1 28/09/2017 28/09/2017 JUE 15:30 17:30 CI/0004  
L1 05/10/2017 05/10/2017 JUE 15:30 17:30 CI/0004  
L1 19/10/2017 19/10/2017 JUE 15:30 17:30 CI/0004  

PRÁCTICAS DE PROBLEMAS / TALLER

Grupo Fecha inicio Fecha fin Día Hora inicio Hora fin Aula
P1 22/09/2017 22/09/2017 VIE 17:30 19:30 CI/0004  
P1 13/10/2017 13/10/2017 VIE 17:30 19:30 CI/0004  
P1 03/11/2017 03/11/2017 VIE 17:30 19:30 CI/0004  
P1 01/12/2017 01/12/2017 VIE 17:30 19:30 CI/0004  
P1 05/12/2017 05/12/2017 MAR 15:30 17:30 CI/0004