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Responsable :

Dimitri Roditchev
  


Centre de Recherche

Niveau : 3e année

Langue du cours : Anglais

Période : option physique

Nombre d'heures : 18

Crédits ECTS : 2
PS3 Physique du Solide
Ressources Pédagogiques :
Cours : 18 h

Objectifs

Lorsqu'on cherche à décrire le comportement électrique, magnétique, optique ou thermique des solides, il n'est pas possible, compte tenu du nombre élevé d'atomes par unité de volume d'effectuer une analyse précise à partir du comportement de chaque atome.
La physique du solide permet de construire des modèles qui, s'ils sont vérifiés par des expériences, peuvent être considérés comme représentatifs.
Le formalisme, construit à cette fin, a de nombreuses applications. Des exemples seront donnés dans des domaines variés et parfois apparemment très éloignés de la physique du solide.

Contenu


  1. Premières approches théoriques des propriétés des solides

    • Modèle de Drude d'un métal (classique)
    • Modèle de Sommerfeld d'électrons libres (traitement quantique mais sans potentiel cristallin)

  2. Phonons

    • Zones de Brillouin
    • Vibrations du réseau cristallin
    • Chaleur spécifique d'un cristal

  3. Electrons dans un cristal (traitement quantique)

    • Théorème de Bloch
    • Modèle d'électrons presque libres
    • Modèle de liaisons fortes
    • Conséquence de l'existence des bandes électroniques

  4. Occupation des bandes. Semi-conducteurs, métaux

    • Semi-conducteurs intrinsèques
    • Semi-conducteurs dopés
    • Conductivité électrique (approximation de temps de relaxation)

  5. Propriétés optiques des solides

    • Phénomènes optiques dans des matériaux massifs
    • Propriétés optiques des hétéro-structures

  6. Supraconductivité

    • Aspects historiques
    • Approches théoriques
    • Applications de la supraconductivité

  7. Conclusions

    • Problématiques actuelles et défis de la physique des Solides

Préceptorat


  • Les systèmes périodiques
  • Vibrations et phonons
  • Chaleur spécifique, susceptibilité paramagnétique, l'électron presque libre
  • Structure électronique du graphène
  • Les semi-conducteurs et la jonction PN - applications
  • Transistor à effet de champ et gaz 2D d'électrons
  • L'effet Hall quantique



Niveau requis : niveau M1 en physique

Modalités d'évaluation : examen écrit (2-3 heures)

Dernière mise à jour : mercredi 5 juillet 2017

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