Інфопакет

Спектроскопія кристалів і наносистем

ВК13

Вибіркова дисципліна для ОП

Перший

2023/2024

8 Семестр

4

Ознайомлення з енергетичним спектром елементарних збуджень кристалів і наносистем та методами його дослідження. Розуміння теоретичних основ методів розрахунку енергетичних параметрів та характеристик кристалів і наносистем, вміння застосовувати ці методи у науковій роботі. Також здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями з курсу спектроскопії кристалів і наносистем, здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел, в тому числі, електронних ресурсів, та здатність студентів до абстрактного мислення, аналізу та синтезу матеріалу з всіх фізичних дисциплін.

Очна форма

Студент повинен знати: основні положення теорії груп, зв’язок апарату теорії груп з поняттями квантової механіки, симетрійні правила відбору, симетрійну класифікацію коливань кристалів, нормальні координати, нормальні моди, електронні стани, типи зв’язку в кристалах, симетрію зв’язків, застосування теорії груп для розрахунків енергетичних рівнів кристалів, метод Хартрі-Фока розрахунку електронних станів. Студент повинен вміти: формулювати основні закони електродинаміки, оптики, квантової механіки, які визначають властивості кристалів, що проявляються при їх дослідженні методами оптичної спектроскопії. Застосовувати методи теорії груп для симетрійного аналізу коливних станів кристалів та електронних станів кристалів. Володіти елементарними навичками обчислення похідних, інтегралів, дій над функціями та операторами, операції з векторами, будувати графіки функцій, визначати та розкладувати функції в ряд та інтеграл Фур’є.

Складність об’єктів дослідження, що складаються з величезної кількості частинок, зумовила необхідність введення нових понять, таких як квазічастинки, обернений простір, наночастинки. Матеріал курсу розділено на розділи за наступними принципами: за досліджуваними об’єктами (кристалами різних типів), фізичними процесами, використаними моделями. Розгляд починається з молекулярних кристалів, для яких взаємодії в кристалі враховують найпростішим способом – методом теорії збурень. Далі розглядаються йонні кристали, основні властивості і коливальні збудження яких цілком можна описати в рамках класичної фізики. В наступних розділах багато уваги приділено типовим напівпровідникам, їх енергетичній структурі, спектру елементарних збуджень, фізичним процесам поглинання і випромінювання квантів світла. В заключних розділах курсу даються приклади застосування вивчених понять і фізичних моделей до цілком сучасних проблем спектроскопії твердого тіла і наносистем.

1. І.М.Дмитрук, О.А.Єщенко. Спектроскопія кристалів, ВЦП «Київський університет», Київ, 2006. 2. І.М.Дмитрук, «Електронні процеси в наноструктурах», Київ – 2013. 3. Дж.Рейсленд. Физика фононов, «Мир», М., 1975. 4. Р.Нокс, А.Голд. Симметрия в твердом теле. М.,1970. 5. T.P.Martin “Shells of atoms”, Physics Reports, 273, 1996, 199-241. 6. A.I.Ekimov, Al.L.Efros, A.A.Onushchenko, “Quantum size effect in semiconductor microcrystals”, Solid State Communications, 56 (1985), 921-924.

Лекції, консультації, самостійна робота

Оцінювання здійснюється за модульно-рейтинговою системою. Вона складається з 2 модулів. Форми поточного контролю: оцінювання виконання завдань для самостійної роботи та колоквіумів. Результати навчальної діяльності студентів оцінюються за 100-бальною шкалою. Студент може отримати максимально 30 балів за кожен модуль і 40 балів на екзамені.

Українська