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FMT402: Introdução à Física do Estado SólidoFMT402: Introdução à Física do Estado Sólido
Ementa: Estrutura cristalina. Difração de Raios X e rede recíproca. Ligações cristalinas. Vibrações da rede, fonons e propriedades térmicas. Gás de Fermi de elétrons livres. Bandas de energia. Semicondutores. Metais e superfícies de Fermi. Processos óticos. Magnetismo. Supercondutividade.
Bibliografia: Introduction to Solid State Physics, Charles Kittel, 8a. edição, Wiley (2005) Solid State Physics, N.W. Ashcroft e N.D. Mermin, Saunders College (1976) Electronic Structure and the Properties of Solids, W.A. Harrison, Dover (1989) ee--books: disponíveis para download na página do cursobooks: disponíveis para download na página do curso Introduction to Modern Solid State Physics, Yuri M. Galperin (U. Oslo) Solid State Physics, Chetan Nayak (UCLA) Solid State Physics, Peter Mitchell (Manchester University)
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Calendário de Atividades:
Data Atividade Assunto
15/10/09 1ª. Prova Listas 1,2, 03/12/09 2ª. Prova Listas 4,5, 10/12/09 Sub Tudo A combinar Rec Tudo
Horário de atendimento: a combinar com os alunos. Página na web: http://plato.if.usp.br/~fmt0402n
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Métodos experimentais:
- Espalhamento: luz visível, ultra-violeta, raios X, neutrons, elétrons Partículas incidentes com energia e momento conhecidos: medimos a energia e o momento da partícula espalhada
- NMR: Aplica-se um campo magnético estático B e medimos a absorção/emissão de radiação
- Termodinâmica: mede-se a resposta de variáveis macroscópicas (energia, volume, etc) a variações de temperatura, pressão, etc
- Transporte: mede-se a corrente elétrica ou de calor em resposta a uma diferença de potencial elétrico ou gradiente de temperatura aplicado
Métodos EspectroscópicosMétodos Espectroscópicos
Interação luzInteração luz-- matériamatéria
Resultados possíveis:Resultados possíveis: Espalhamento da luzEspalhamento da luz Absorção da luzAbsorção da luz Emissão de elétronsEmissão de elétrons etcetc
Espectroscopia Fotoeletrônica (PES): efeito fotoelétricoEspectroscopia Fotoeletrônica (PES): efeito fotoelétrico
Fonte de luz:Fonte de luz: UltraUltra--violeta (UPS)violeta (UPS)
Raios X (XPS)Raios X (XPS)
Resultados possíveis:Resultados possíveis: Espalhamento da luzEspalhamento da luz Absorção da luzAbsorção da luz Emissão de elétronsEmissão de elétrons etcetc
Detalhes experimentaisDetalhes experimentais
5 4. 7
XX--rayray SourceSource
ElectronElectron OpticsOptics
Hemispherical Energy AnalyzerHemispherical Energy Analyzer
Position SensitivePosition Sensitive Detector (PSD)Detector (PSD)
Outer SphereOuter Sphere Magnetic ShieldShield
Inner SphereInner Sphere
SampleSample
ComputerComputer SystemSystem
AnalyzerAnalyzer ControlControl MultiMulti--ChannelChannel Plate ElectronPlate Electron MultiplierMultiplierResistiveResistive Anode EncoderAnode Encoder
Lenses forLenses for EnergyEnergy AdjustmentAdjustment (Retardation)(Retardation) Lenses forLenses for Analysis AreaAnalysis Area DefinitionDefinition
Position ComputerPosition Computer PositionPosition AddressAddress ConverterConverter
F. Alvarez (IFGW-UNICAMP) www.if.unicamp.br/~alvarez/Plasma-LIITS
Detalhes experimentaisDetalhes experimentais
Fontes de luz
UV:
radiação He I : Transição 2^1 P^1 (1s^1 2p^1 )-1^1 S^0 (1s^2 ) do He em 58.4 nm (21.22 eV)
radiação He II: Transição 2p – 1s do íon He+^ em 30.4 nm (40.81 eV)
Raios X:Raios X:
MgKα 1253.7 eV e 1253.4 eV
AlKα 1486.7 eV e 1486.3 eV
Radiação síncrotron
Difração de raios XDifração de raios X
1895 Raios X descobertos por Roentgen 1914 Primeiro padrão de difração de um cristal obtido por Knipping e von Laue 1915 Teoria para determinar a estrutura cristalina a partir do padrão de difração desenvolvido por Bragg.
1953 Estrutura do DNA resolvida por Watson and Crick
n l =2dsin( Q )
Difração de raios XDifração de raios X
Sólidos cristalinosSólidos cristalinos
Sólidos cristalinosSólidos cristalinos
Sólidos cristalinosSólidos cristalinos
Sólidos cristalinosSólidos cristalinos
Uma coleção de pontos em que a vizinhança em torno de cada ponto é igual à vizinhança em qualquer outro ponto sob uma translação é chamada de uma rede de Bravais
Célula primitiva é o volume definido pelos três vetores primitivos (em 3D), definidos como vetores da rede que produzem a célula unitária de volume mínimo V = a. ( b x c )
Há várias maneiras de definir a célula primitiva, mas todas as células primitivas tem o mesmo volume
Sólidos cristalinosSólidos cristalinos
Sólidos cristalinos: defeitos pontuaisSólidos cristalinos: defeitos pontuais
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