FFY144 · Chalmers tekniska högskola
Fysik 2
Ny kurs
Inga tentor än
Ladda upp dina tidigare tentor och få hjälp med att strukturera ditt studiematerial
Få dina tentauppgifter kategoriseradeBli guidad genom ditt studiematerialFå hjälp direkt med teori och tipsHåll koll på dina framsteg
HP
6
Språk
Svenska
Institution
fysik
Lärandemål
- redogöra för de kubiska kristallstrukturerna, samt begreppen gittervektorer och bas
- beräkna Millerindex för atomplan och känna till hur dessa är relaterade till reciproka gittervektorer
- förklara och ge exempel på de tre olika vanliga typerna av kristallbindningar; jonbindning, kovalent binding samt metallbindning
- beräkna spektrat av gittervibrationer (fononer) för enkla kristaller och förstå dess samband med värmekapacitet och värmeldning
- bestämma kubiska kristallstrukturer med hjälp av röntgendiffraktion
- bestämma struktur och gitterkonstant mha Braggs lag och med mha diffraktionsvillkoret i termer av reciproka gittervektorer och utsläckning i termer av en strukturfaktor
- redogöra för innebörden av begreppen elektrontäthet, tillståndstäthet, Fermi-Diracs fördelningsfunktion och Fermienergi och kunna räkna på de allmängiltiga sambanden mellan dessa
- redogöra för frielektronmodellen
- räkna på Ohms lag och ledningsförmåga mha Drudemodellen, samt sambandet med mobilitet
- beskriva det reciproka gittret för kubiska kristaller samt redogöra för begreppen Brillouinzoner och Braggplan
- redogöra för hur en periodisk potential ger upphov till energiband och energigap och hur elektronfördelningen i banden avgör om ett ämne blir ledare eller isolator/halvledare
- redogöra för innebörden av begreppen effektiv massa, massverkans lag, elektroner, hål, n och p- dopning, intrinsiskt och extrinsiskt uppförande för dopad halvledare
- beräkna elektron och håltätheter, kemiska potentialens läge och elektriska ledningsförmågan i ett givet halvledarmaterial med känd dopning och temperatur
- redogöra för Halleffekten och använda denna för att bestämma elektron- eller håltäthet
- beräkna bandgapets storlek för en halvledare givet optiska transmissionsdata och/eller konduktivitetens temperaturberoende
- lösa enklare värmelednings och värmeutvidgningsproblem
- redogöra för termodynamikens viktiga huvudsatser, samt begreppen värme och tryck-volym arbete
- behandla idealiserade termodynamiska processer och beräkna verkningsgrader för enkla kretsprocesser
Kursinnehåll
Fasta tillståndets fysik. Översikt vad beträffar materialtyper, kristallstrukturer och typ av bindningar. Bestämning av kristallstrukturer genom röntgen och elektrondiffraktion. Gittervibrationer/fononer. Elektrongasen, Fermi-Diracs fördelningsfunktion, tillståndstätheter, frielektronmodellen, nästan-frielektronmodellen, Brillouinzoner och energiband. Konduktivitet med hjälp av Drudemodellen i metaller och halvledare. Beräkningar av elektron- och håltätheter i rena och dopade halvledare. Laborationer: 1. Strukturbestämning med röntgen. 2. Halvledare: mätning av temperaturberoende av resistivitet, Halleffekt. 3. Varmluftsmotor, Stirlingcykel Termodynamik. Värmeutvidgning, värmetransport, värmeledningsekvationen. Första och andra huvudsatsen. Värmetekniska exempel. Maxwell-Boltzmanns fördelningsfunktion.
Förutsättningar
- Grundläggande behörighet för grundnivå
Litteratur
Philip Hofmann; Solid State Physics, Wiley-VCH, 1sta eller 2dra upplagan.
Serway & Jewett; Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, Cengage Learning Inc., 7e, 8e, eller 9e upplagan.
Steven H. Simon; The Oxford Solid State Basics, Oxford University Press.
Liknande kurser vid andra universitet
Gör som 15 000+ studenter och ta kontroll över ditt tentaplugg.
Kom igång gratis