Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

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 2019/2020" (zakończony)

Okres: 2019-10-01 - 2020-02-01
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Konwersatorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Karol Wysokiński
Prowadzący grup: Karol Wysokiński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Konwersatorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie.