Mechanika kwantowa nanostruktur
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | MFI-F-MKN-LS-3/1 |
Kod Erasmus / ISCED: |
(brak danych)
/
(0533) Fizyka
|
Nazwa przedmiotu: | Mechanika kwantowa nanostruktur |
Jednostka: | Instytut Fizyki |
Grupy: | |
Strona przedmiotu: | http://www.fizyka.umcs.lublin.pl |
Punkty ECTS i inne: |
5.00
|
Język prowadzenia: | polski |
Godzinowe ekwiwalenty punktów ECTS: | Godzinowe ekwiwalenty punktów ECTS dla cyklu kształcenia rozpoczętego w 2015/2016, 2016/2017 -Godziny realizowane z udziałem nauczycieli: godziny kontaktowe przewidziane w planie studiów: wykład 30 godz. i konwersatorium 30 godz. -Czas poświęcony na przygotowanie się do konwersatorium : 25 godz. -Czas wymagany do przygotowania się do egzaminu: 35 godz. liczba punktów ECTS z udziałem nauczyciela akademickiego: 2.5 Łączna liczba punktów ECTS za godziny niekontaktowe: 2.5 Sumaryczna liczba punktów ECTS dla modułu: 5 |
Sposób weryfikacji efektów kształcenia: | Egzamin ustny: W1, W2, W3, U1, Praca semestralna, aktywność na konwersatorium: W1, W2, W3, U1, U2, K1 |
Pełny opis: |
Celem przedmiotu jest pogłębienie i lepsze zrozumienie podstawowych praw (postulatów) mechaniki kwantowej poprzez ich praktyczne wykorzystanie (głównie w ramach zajęć konwersatoryjnych) do opisu elektronowych i optycznych właściwości nanostruktu półprzewodnikowych i metalicznych. Dodatkowo, w ramach wykładu, studenci rozszerzają swoją wiedzę o aspekty technologiczne nanofizyki. Wykład obejmuje następujące zagadnienia: 1. Podstawowe definicje i charakterystyki nanostruktur półprzewodnikowych i metalicznych. 2. Zjawisko kwantowania rozmiarowego - układy dwu, jedno i zerowymiarowe. 3. Ogólna charakterystyka metod otrzymywania nanostruktur (metody bottom up i top down). 4. Kwantowy model kryształu - koncepcja kwazicząstek (elektrony, dziury, fonony). Przybliżenie masy efektywnej 5. Mechanika kwantowa układów o obniżonej wymiarowości i analogie z optyką falową. 6. Elementy rachunku zaburzeń niezależnego i zależnego of czasu. "Złota" formuła Fermiego. 7. Zjawiska transportu w układach litych i niskowymiarowych (transport dyfuzyjny i balistyczny). 8. Klasyczny (oscylatorowy) i semiklasyczny opis oddziaływania promieniowania z materią. Złota reguła Fermiego. 9. Formalizm macierzy gęstości. Koherencja kwantowa. 10. Optyczne przejścia kwantowe w układach litych i niskowymiarowych. Emisja spontaniczna i wymuszona. Reguły wyboru. 11. Elementy teorii wielu ciał. Koncepcja pola średniego i jej zastosowanie do gazu elektronowego w heterostrukturachnanostrukturch . Konwersatorium obejmuje następujące zagadnienia: 1. Obliczenia widma energetycznego elektronu w jednowymiarowej studni potencjału (o różnym kształcie). 2. Obliczenia widma energetycznego elektronu w wielokrotnych sprzężonych studniach kwantowych. 3. Obliczenia prawdopodobieństwa przejście elektronu przez pojedynczą i podwójną barierę potencjału (zjawisko tunelowania rezonansowego). 4. Obliczenia funkcji gęstości stanów elektronowych i fotonowych/fononowych w układach litych, dwuwymiarowych studniach kwantowych, włóknach kwantowych i kropkach kwantowych. 5. Obliczenia wpływy kwantowania rozmiarowego na położenie poziomu Fermiego w strukturach metalicznych/półmetalicznych. |
Literatura: |
1. V. V. Mitin, D. I. Sementsov, Quantum mechanics for nanostructures, Cambridge Univ. Press 2010. 2. J. B. Brojan, J. Mostowski I. K. Wódkiewicz, Zbiór zadań z mechaniki kwantowej PWN, Warszawa 1978. |
Efekty uczenia się: |
Na podstawie Uchwały Nr XXII-39.8/12 Senatu Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie z dnia 25 kwietnia 2012 r. dla cyklu kształcenia rozpoczętego w 2015/2016, 2016/2017 Wiedza W1. Zna podstawowe teorie fizyki klasycznej i kwantowej K_W02 W2. Zna podstawowe osiągnięcia wiodących dziedzin fizyki współczesnej K_W07 W3. Zna w stopniu średniozaawansowanym założenia teoretyczne dziedzin związanych ze studiowana specjalnością K_W16 Umiejętności U1 Potrafi określić związki przyczynowo-skutkowe w zjawiskach KU_04 U1. Posiada umiejętności korzystania z naukowej literatury fizycznej w języku obcym K_U14 Kompetencje społeczne K1. Wykazuje gotowość permanentnego uczenia się K_K02 |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2023/2024" (zakończony)
Okres: | 2023-10-01 - 2024-02-04 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Konwersatorium, 30 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Tadeusz Domański | |
Prowadzący grup: | Tadeusz Domański, Nicholas Sedlmayr | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Konwersatorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie.