Struttura della Materia II
Corso di laurea Magistrale in Fisica (6 CFU)
Il corso introduce i sistemi di maggiore interesse e i problemi fondamentali della fisica della materia
condensata. Si farà riferimento sia ai fatti sperimentali che alle interpretazioni teoriche. Si tratteranno
anche alcuni argomenti monografici di interesse nelle applicazioni e nella ricerca scientifica corrente.
Sono richieste conoscenze di base di meccanica quantistica e di fisica atomica e molecolare.
--Struttura dei solidi cristallini. Reticolo reciproco. Diffrazione di Bragg. Scattering di raggi X. Superfici.
Tecniche sperimentali: MBE, STM, AFM.
Struttura di sistemi complessi in materia condensata. Liquidi. Superreticoli. Quasicristalli.
Struttura elettronica. Il teorema di Bloch. Elettroni quasi liberi e fortemente legati. Superficie di Fermi.
Densità degli stati. Singolarità di Van Hove (Transizioni Topologiche Elettroniche).
Interazione elettrone-elettrone. Approssimazione di Hartree-Fock. Metodo di Thomas-Fermi. Teorema
di Hohenberg-Kohn. Teoria del funzionale della densità.
Struttura a bande nei solidi: metalli, semiconduttori, isolanti. Metodi numerici. Modello tight-binding.
Massa efficace.
Proprietà meccaniche. Energia di coesione. Elasticità (cenni). Dinamica reticolare. Fononi nei solidi.
Proprietà termodinamiche. Calori specifici reticolare ed elettronico.
Proprietà di trasporto. Elettroni di Bloch. Conducibilità elettrica. Modelli di Drude e di Sommerfeld nei
metalli. Effetto Hall.
Eccitazioni elementari. Concetto di quasiparticella. Teoria di Landau dei liquidi di Fermi.
Proprietà ottiche. Interazione radiazione-materia. Risposta dielettrica di un sistema di elettroni. Effetto
schermo. Plasmoni.
Fasi elettroniche ordinate. Magnetismo. Superconduttività. Teoria di Ginzburg-Landau. Effetto
Meissner. Teoria BCS. Effetto Josephson.
Argomenti monografici di interesse corrente (cenni). Isolanti di Mott. Superconduttori ad alta Tc.
Grafene. Condensazione di Bose-Einstein. Sistemi a ridotta dimensionalità. Solidi sottoposti ad elevata
pressione.
