SluitenHelpPrint
Switch to English
Cursus: NS-371B
NS-371B
Kwantum materie
Cursus informatie
CursuscodeNS-371B
Studiepunten (EC)7,5
Cursusdoelen
Hoofddoel
Na het volgen van deze cursus is de student bekend met de elementaire kwantum statistische beschrijving van i) het gedrag van vaste-stof systemen, en ii) systemen van koude atomen.

Leerdoelen:
  1. Na het volgen van de cursus kan je symmetrie eigenschappen van eenvoudige kristalstructuren benoemen, en deze voor eenvoudige gevallen relateren aan macroscopische eigenschappen, zoals de tensorstruktuur van conductiviteit en warmtegeleiding.
  2. Na het volgen van de cursus ken je de kwantisatieprocedure en de statistische-fysische beschrijving van roostertrillingen (fononen) en fotonen in een trilholte, binnen het kanoniek ensemble. Je kan deze toepassen om de Planckse verdeling, het Debye model voor warmtecapaciteit en de eigenschappen van een zwarte straler af te leiden.
  3. Na het volgen van deze cursus ken je de afleiding van de stelling van Bloch en kan je deze toepassen om eenvoudige elektronische bandenstructuur te bepalen.
  4. Na het volgen van deze cursus ken je de groot-kanonieke beschrijving van het ideale Bose en Fermi gas, en kan je deze toepassen om eigenschappen, zoals temperatuur voor Bose-Einstein condensatie en Fermi temperatuur, van deze gassen te bepalen.
  5. Na het volgen van deze cursus kun je Hartree-Fock theorie op elementair niveau toepassen om voor spinloze bosonische systemen de Gross-Pitaevskii vergelijking en voor femionen (m.n. elektronen) de Hartree-Fock vergelijkingen af te leiden.
  6. Na het volgen van deze cursus kan je semi-klassieke (Boltzmann) transport theorie toepassen om elementaire transporteigenschappen, zoals gekoppeld warmte- en ladingtransport, van elektronische systemen te bepalen binnen de relaxatietijd benadering.
  7. Na het volgen van deze cursus heb je begrip van de eigenschappen van halfgeleiders, isolatoren, en metalen, met name in het kader van bovengenoemde semi-klassieke theorie voor transporteigenschappen.
  8. Na het volgen van deze cursus ben je bekend met de exchange en superexchange mechanismen voor magnetisme, met het Stoner- en Heisenberg model voor ferromagnetisme, en met de afleiding van magnetische susceptibiliteiten van het elektrongas.
  9. Na het volgen van de cursus, heb je kwalitatief begrip van enkele moderne en meer geavanceerde fenomenen binnen de gecondenseerde materie, zoals bijvoorbeeld spin-afhankelijk transport ( “spintronics”), kwantum en anomale Hall effecten, en supergeleiding.

 
Inhoud
Het vakgebied van de kwantum-gecondenseerde materie houdt zich bezig met het begrijpen van macroscopische eigenschappen van kwantummechanische veeldeeltjes systemen uit hun microscopische beschrijving. Belangrijke voorbeelden van dit soort systemen zijn elektronen en ionen in vaste stoffen, en gassen en vloeistoffen van atomen bij lage temperatuur. Een voorbeeld van een macroscopische eigenschap (d.w.z., een eigenschap die voor een enkel deeltje niet bestaat) is elektrische geleiding. In dit vakgebied spelen kwantummechanica, statische fysica, en symmetrie-eigenschappen en modelvorming een belangrijke rol. Deze cursus is een introductie tot kwantummechanische veeldeeltjes systemen. Hierbij ligt nadruk in de toepassingen op elektronen in de vaste stof. Behandeld worden:
  • Roosters en roostertrillingen (fononen)
  • Bandenstructuur van elektronen
  • Ideaal Fermi gas van elektronen en neutrale atomen
  • Ideaal Bose gas, Bose-Einstein condensatie
  • Semi-klassieke theorie van transportverschijnselen
  • Geleiders, halfgeleiders, en isolatoren
  • Magnetisme
  • Supergeleiding
 
 
 
SluitenHelpPrint
Switch to English