d'enseignement
LPHY1251, LMAT1261, LPHY1211, LPHY1222, LPHY1322
Le(s) prérequis de cette Unité d’enseignement (UE) sont précisés à la fin de cette fiche, en regard des programmes/formations qui proposent cette UE.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.
d'apprentissage
Contribution de l'activité au référentiel AA (AA du programme)
AA1 : 1.1, 1.4, 1.6
AA2 : 2.4
AA3 : 3.2, 3.5
AA6 : 6.3, 6.4
b. Formulation spécifique pour cette activité des AA du programme
A la fin de cette activité, l'étudiant est capable de :
1. identifier les principales structures cristallines et leurs symétries, tant pour le réseau spatial que réciproque.
2. comparer les différents types de liaisons cristallines.
3. appliquer la mécanique analytique aux structures périodiques pour en déduire les propriétés thermiques.
4. décrire les vibrations d'un cristal en terme de phonons.
5. appliquer la mécanique statistique à un gaz d'électrons pour en déduire les propriétés thermiques et électriques.
6. démontrer comment un potentiel périodique engendre une structure en bandes d'énergie.
7. déduire les propriétés des semi-conducteurs de la structure en bandes des solides.
8. expliquer le comportement d'une diode et d'un transistor à partir des propriétés des cristaux semi-conducteurs.
9. discuter les propriétés de supraconducteurs à la lumière de différents modèles phénoménologiques et/ou microscopiques.
La contribution de cette UE au développement et à la maîtrise des compétences et acquis du (des) programme(s) est accessible à la fin de cette fiche, dans la partie « Programmes/formations proposant cette unité d’enseignement (UE) ».
des acquis des étudiants
Examens oraux (EO) comportant :'* questions avec préparation immédiate,'* présentation d'un sujet au choix préparé par l'étudiant,'* discussion sans préparation en fonction des points ci-dessus
Rapport de laboratoire
Exposés magistraux'Exposés magistraux avec des mini-activités d'apprentissage actif (ex. : questions guidées, citer des applications, ...)'Exercices sur i Campus
Séances d'exercices individuels, dirigées - Travaux pratiques, expérimentation
- Structure cirstalline. Réseau réciproque. Liaison cristalline et constantes élastiques.
- Phonons : vibrations du réseau et propriétés thermiques.
- Gaz des électrons libres de Fermi, électrons quasi-libres, bandes d'énergie.
- Cristaux semi-conducteurs : propriétés et dispositifs de base (diode et transistor).
- Surface de Fermi et métaux
- Supraconductivité : faits expérimentaux et approches théoriques.
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
en charge
