Інфопакет

Оптичні властивості твердого тіла

ВБ 3.7

Вибіркова дисципліна для ОП

Другий

2022/2023

2 Семестр

3

В результаті вивчення курсу „Оптичні властивості твердого тіла” студенти спеціалізації повинні отримати систематизовані знання з проблем оптики твердого тіла, спектроскопічних методів діагностики твердого тіла та новітніх досягнень в твердотільній нанофізиці і фотоніці.

Очна форма

Вивченню навчальної дисципліни „Оптичні властивості твердого тіла” повинно передувати вивчення навчальних дисциплін “Загальна фізика (оптика)”, “Квантова механіка”, “Фізична електроніка” та “Напівпровідникова електроніка”, які викладаються на радіофізичному факультеті на ІІ, ІІІ та ІV курсі. Необхідним також є розуміння оптичних і спектроскопічних експериментів, якого студент повинен досягти в результаті проведення лабораторних робіт в межах практикумів з оптики та атомної фізики.

В курсі «Оптичні властивості твердого тіла» викладається матеріал, який розкриває фізичну суть явищ, які відбуваються при взаємодії електромагнітних хвиль із різних спектральних діапазонів з твердим тілом; основні принципи, які лежать в основі оптичних досліджень твердого тіла; класичні та новітні експериментальні методи спектроскопічних досліджень твердого тіла; вплив квантово-розмірних ефектів на спектральні характеристики поглинання, випромінювання та розсіяння світла твердим тілом; сучасні досягнення в області твердотільної нанофізики і фотоніки. Основні теми курсу. Базові поняття про кристалічну та зонну структуру твердого тіла. Фонони в кристалах. Спектроскопія оптичного поглинання. Випромінювальні властивості твердого тіла. Раманівське (комбінаційне) розсіювання світла. Основи нанофізики. Розмірне квантування. Нанотехнології. Фотоніка та фотонні кристали. Наноплазмоніка. Спінтроніка та спінтронні явища в оптиці. Гігантське комбінаційне розсіювання (surface enhanced Raman scattering, SERS). Оптика метаматеріалів (матеріалів з від’ємним показником заломлення). Основи експериментальних спектроскопічних досліджень твердих тіл. Методи дослідження нанооб'єктів: ближньопольова спектроскопія, атомна силова спектроскопія, тунельна мікроскопія.

1. Peter Yu, Manuel Cardona “Fundamentals of semiconductors”, 4th edition, Springer Verlag Berlin, Heidelberg, 2010, https://doi.org/10.1007/978-3-642-00710-1. 2. C. Kittel “Introduction to solid state physics”, 8th edition, 2004, John Willey and sons, Inc. 3. Ashcroft, Neil W.; Mermin, N. David (2013). Festkörperphysik (in German). Translated by Gress, Jochen. Munich: München Oldenbourg. 4. M, Banwell “Fundamentals of molecular spectroscopy”, 4th edition, McGraw Hill Education, 2017. 5. Born, Max; Wolf, Emil (1999). Principles of optics: electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light (7th expanded ed.). 6. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0-521-64222-1. OCLC 1151058062. 7. J.I. Pankove “Optical processes in semiconductors” (Dover books on Physics) 2 nd revised edition, Dover Publications; 2nd Revised ed. edition (November 18, 2010)

Заняття по курсу «Оптичні властивості твердого тіла» проходять у вигляді лекцій та практичних занять по відповідних темах, а також передбачена самостійна робота студентів. Лекційні заняття націлені на донесення теоретичних знань по дисципліні, на сприяння розвитку у студентів розумової діяльності і розширення світогляду. На лекційних заняттях передбачено також поточний контроль рівня засвоєних знань у вигляді коротких (5-7 хв.) письмових опитувань. Практичні заняття є сполучною ланкою між лекційними заняттями та самостійною роботою і мають на меті поглиблене засвоєння теоретичних понять і термінів з дисципліни та набуття навиків публічно висловлювати та відстоювати свою думку, послідовно та логічно розкривати конкретну тему, брати участь у дискусіях. На практичних заняттях передбачено доповіді студентів по обраних темах і рецензування цих доповідей іншими студентами.

Навчальна дисципліна „Оптичні властивості твердого тіла” оцінюється за модульно-рейтинговою системою. Вона складається з II модулів. Результати навчальної діяльності студентів оцінюються за 100-бальною шкалою. Видами контролю успішності засвоєння матеріалу дисципліни протягом семестру є поточні письмові опитування, колоквіум, доповіді студентів по обраних темах та семестровий контроль (залік).

Українська