Introduktion till fasta tillståndets fysik, 7,5 hp

Innehåll

Kursen inleds med en sammanfattning av begrepp och relationer inom kvantmekanik och statistisk fysik som behövs för elementär fasta tillståndets fysik. Därefter följer en genomgång av kristallers uppbyggnad. Kursen behandlar elektriska och termiska egenskaper hos kristallina grundämnen samt dessa egenskapers beroende av olika variabler som t.ex. temperatur. Frielektronmodellen och nästan-frielektronmodellen används för att beskriva enklare metallers elektriska och termiska egenskaper. Hålbegreppet introduceras för halvledare och tillämpas på elektriska egenskaper hos egenledande och störledande halvledare. Gitterdynamik beskrivs genom införandet av fononbegreppet. Debyemodellen används för att beskriva värmekapacitet, volymutvidgning och värmeledningsförmåga hos isolatorer. I kursen ingår obligatoriska laborationer.  Kursen omfattar en teorimodul om 6,5 hp och en laborationsmodul om 1 hp.

Förväntade studieresultat

För att uppfylla målen för kunskap och förståelse ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• beskriva kristallstrukturen för de vanligaste kubiska och hexagonala strukturerna
• förklara hur det reciproka gittret kan användas för att förklara röntgenspridning mot kristaller och definiera Brillouinzoner
• förklara skillnader i den elektriska ledningsförmågan mellan metaller, isolatorer och halvledare utifrån en bandstrukturmodell.

För att uppfylla målen för färdighet och förmåga ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• genomföra beräkningar av reciproka gitterparametrar för kubiska strukturer
• bestämma elektriska transportegenskaper hos metaller och halvledare utifrån frielektron- och bandstrukturmodeller
• beräkna värmekapaciteten utifrån Debyemodellen och frielektronmodellen
• analysera och diskutera mätdata utifrån teoretiska modeller
• sammanfatta, presentera och kommunicera resultat från experiment
• samarbeta med andra personer vid laborationer.

För att uppfylla målen för värdering och förhållningssätt ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• uppvisa medvetenhet om etiska aspekter på vetenskapligt arbete som t.ex. ett korrekt förhållningssätt till fusk och plagiat.

Behörighetskrav

Univ: Modern fysik 4,5 hp eller motsvarande. Elektromagnetismens grunder 6 hp samt Vågfysik och optik 6 hp alternativt El- och vågrörelselära 7,5 hp eller motsvarande.

Undervisningens upplägg

Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar, lektionsundervisning, räkneövningar samt handledning vid laborationer. Laborationerna är obligatoriska. Utöver schemalagda aktiviteter förutsätts även individuellt arbete med kursmaterialet.

Examination

Examinationen på kursens teorimodul sker individuellt i form av en skriftlig salstentamen vid kursens slut. På skriftlig salstentamen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5).

Examinationen på kursens laborationsmodul sker i grupp, med individuell bedömning, genom skriftliga rapporter och muntliga redovisningar. På skriftliga rapporter och på muntliga redovisningar sätts något av betygen Underkänd (U) eller Godkänd (G). På hela modulen sätts något av betygen Underkänd (U) eller Godkänd (G). Betyget Godkänt (G) sätts först då samtliga rapporter och redovisningar är godkända.

På hela kursen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). För att bli godkänd på hela kursen krävs att alla moduler är godkända. Under förutsättning att alla moduler är godkända blir betyget på hela kursen detsamma som på teorimodulen. Den som godkänts i ett prov får ej undergå förnyat prov för högre betyg.

Avsteg från kursplanens examinationsform kan göras för en student som har beslut om pedagogiskt stöd på grund av funktionsvariation. Individuell anpassning av examinationsformen ska övervägas utifrån studentens behov. Examinationsformen anpassas inom ramen för kursplanens förväntade studieresultat. Efter begäran av studenten ska kursansvarig lärare, i samråd med examinator, skyndsamt besluta om anpassad examinationsform. Beslutet ska sedan meddelas studenten.

En student som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (HF 6 kap. 22 §). Begäran om ny examinator ställs till prefekten för Institutionen för fysik. För mer information, se Regler för betyg och examination på grund- och avancerad nivå, dnr: FS 1.1.2-553-14.

Tillgodoräknande
Student har rätt att få prövat om tidigare utbildning eller motsvarande kunskaper och färdigheter förvärvade i yrkesverksamhet kan tillgodoräknas för motsvarande utbildning vid Umeå universitet. Ansökan om tillgodoräknande skickas in till Studentcentrum/Examina. Mer information om tillgodoräknande finns på Umeå universitets studentwebb, www.student.umu.se, och i högskoleförordningen (6 kap). Ett avslag på ansökan om tillgodoräknande kan överklagas (Högskoleförordningen 12 kap) till Överklagandenämnden för högskolan. Detta gäller såväl om hela som delar av ansökan om tillgodoräknande avslås.

Övriga föreskrifter

Kursen ersätter den tidigare kursen Fasta tillståndets fysik 7,5 hp (5FY020) och kan inte tas med i examen tillsammans med denna. I det fall att kursplan upphör att gälla eller genomgår större förändringar, garanteras studenter minst tre provtillfällen (inklusive ordinarie provtillfälle) enligt föreskrifterna i den kursplan som studenten ursprungligen varit kursregistrerad på under en tid av maximalt två år från det att tidigare kursplan upphört att gälla eller kursen slutat erbjudas.