Etat solide [ LPHY1342 ]

 Ce cours constitue une introduction à la physique de l'état solide. En ce sens, sont abordés les différentes propriétés thermiques et électriques du solide. On mettra l'accent sur l'application des notions de base aux semi-conducteurs (applications micro-électroniques et techniques de détection des particules chargées) et à la supraconductivité.
 

• Structure cristalline. Réseau réciproque. Liaison cristalline et constantes élastiques.
• Phonons: vibrations du réseau et propriétés thermiques.
• Gaz des électrons libres de Fermi.
• Bandes d'énergie.
• Cristaux semi-conducteurs: propriétés et dispositifs de base (diode & transistor)
• Surfaces de Fermi et métaux.
• Supraconductivité: faits expérimentaux et approches théoriques

 Ce cours introduit les concepts de base de la physique de l'état solide.

L'évaluation consiste en un examen en session portant sur les notions abordées au cours.

Le cours est donné sous forme ex-cathedra et illustré sous forme d'exercices et par des manipulations en laboratoire.

Cristallographie: le réseau ponctuel ; le réseau réciproque; la symétrie dans les cristaux ; les types de cristaux; introduction à la radiocristallographie
Etats quantiques des électrons dans un cristal : théorème de Bloch, bandes d'énergie (approximations des liaisons fortes et de l'électron quasi-libre), zones de Brillouin,
surface de Fermi
Dynamique des noyaux, : modes de vibration atomique, chaleur spécifique de réseau, phonons
Dynamique de l'électron dans un cristal, : effet d'un champ extérieur, masse effective
Gaz d'électrons libres : occupation des états quantiques, effet de la température, chaleur spécifique électronique
Semiconducteurs : états excités, effets d'impuretés, dispositifs de base (jonction p-n, transistor)
Phénomènes de transport : conductivité électrique et thermique, équation de Boltzmann, collisions électron-phonon, effet Hall
Supraconductivité : faits expérimentaux et approches théoriques
Le Prof. G.M. Rignanese dispensera la partie cristallographie et le volet structure de bandes d'énergie des solides cristallins.
Le Prof. L. Piraux couvrira la matière portant sur la dynamique des noyaux et des électrons dans un cristal, les propriétés des métaux (gaz d'électrons libres) et des
semiconducteurs ainsi que les phénomènes de transport et de supraconductivité.

Charles Kittel,Physique de l'état solide, EAN13 : 9782100497102

http://www.dunod.com/sciences-techniques/sciences-fondamentales/physique-et-astrophysique/master-et-doctorat-capes-agreg/physique-de-letat-so

David L. Sidebottom,Fundamentals of Condensed Matter and Crystalline Physics, ISBN: 9781107017108

http://www.cambridge.org/be/knowledge/isbn/item6687763/?site_locale=nl_BE

Neil William Ashcroft et N. David Mermin, Physique des solides, ISBN : 2-86883-577-5

http://www.edition-sciences.com/physique-solides.htm

Le cours s'appuie sur les notions présentées dans les cours de physique générale, physique
statistique et mécanique quantique.