5 курс, 10 семестр, 32 часа н.с. Шорохов В.В.
1-ая часть:
Пространственные группы симметрии. Симметрия кристаллической решетки. Трансляционная симметрия. Решетки Бравэ. Обратная решетка. Граничные условия Борна-Кармана.
Зоны Бриллюэна. Типы химических связей в кристаллах.
Электростатическая энергия ионных кристаллов и металлов.
Колебания атомов в одномерной кристаллической решетке.
Колебания атомов в трехмерной кристаллической решетке.
Классическая и квантовая теплоемкость твердого тела. Приближение Дебая.
Теплопроводность решетки. Свободный электронный газ. Теорема Блоха и свойства электронного спектра. Плотность состояний. Приближение сильной связи. Приближение слабой связи. Заполнение электронами энергетических зон. Поверхность Ферми. Классификация твердых тел на основе зонной структуры. Кинетика электронов в металлах, электропроводность. Свойства поверхности твердого тела.
Контактная разность потенциалов. Различные виды электрических контактов.
2-ая часть:
Краткий исторический обзор “Квантовое туннелирование”. Простейшие решаемые задачи. Трансмиссионная матрица. Туннелирование в симметричном и асимметричном двухъямном потенциале. ВКБ приближение.
Время туннелирования. Приближение Бардина для построения эффективного гамильтониана. Проводимость. Формула Ландауэра. Квант проводимости.
Применение золотого правила Ферми к описанию туннельных эффектов.
Марковское приближение. Нестационарная теория возмущений. Переход от матрицы плотности к системе кинетических уравнений Паули. Влияние зарядовых эффектов на процессы туннелирования. Одноэлектронные (зарядовые) эффекты. Одноэлектронные устройства. Влияние дискретного энергетического спектра электронов на транспортные характеристики контактов молекула-проводник. Молекулярные одноэлектронные устройства.
Туннельные эффекты в химии.
Литература:
- Ч. Киттель. Введение в физику твердого тела. Наука, 1978.
- Н. Ашкрофт, Н. Мермин. Физика твердого тела. Мир, 1979.
- Дж. Займан. Принципы теории твердого тела. Мир, 1974.
- С.В. Вонсовский; М.И.Кацнельсон. Квантовая физика твердого тела. Наука, 1983.
- Задачи по физике твердого тела. Под редакцией Г. Дж. Голдсмита, Наука, 1976.
- Туннельные явления в твердых телах. Под редакцией Э. Бурштейна и С. Лундквиста. Мир, 1973.
- В.И. Гольданский, Л.И. Трахтенберг, В.П. Флеров. Туннельные явления в химической физике. Москва,1986.
- M. Razavy. Quantum Theory of tunneling. World Scientific, 2003.
- R. Landauer, IBM J. Res. Develop. 1, 233. 1957.