News

  • prossima data di esame: lunedì 20.12.2010 ore 14:30 - Stanza 2Ma27 (M.S. Angelo)


  • prossima data di esame: giovedì 25 Novembre 2010 ore 15:00 - Stanza 2Ma27 (M.S. Angelo)
  • prossima data di esame: venerdì 29 Ottobre 2010 ore 14:30 - Stanza 2Ma27 (M.S. Angelo)
  • prossima data di esame: martedì 12 Ottobre 2010 ore 14:30 - Stanza 2Ma27 (M.S. Angelo)
  • prossima data di esame: mercoledì 22 Settembre 2010 ore 10:00 - Stanza 2Ma27 (M.S. Angelo)
  • prossima data di esame: mercoledì 19 Maggio 2010 ore 09:30
  • prossima data di esame: venerdì 07 Maggio 2010 ore 09:30
  • prossima data di esame: lunedì 26 Aprile 2010 ore 10:00
  • prossima data di esame: martedì 13 Aprile 2010 ore 10:00
  • prossima data di esame: venerdì 26 Marzo 2010 ore 10:30
  • prossima data di esame: venerdì 26 Febbraio 2010 ore 15:00
  • prossima data di esame: lunedì 15 Febbraio 2010 ore 09:30
  • prossima data di esame: venerdì 22 Gennaio 2010 ore 09:30
  • 01.12.2009 : consegna Esercitazione 3 (download)
  • 03.11.2009 : consegna Esercitazione 2 (download)
  • 15.10.2009 : consegna Esercitazione 1 (download)
  • 01.10.2009 : il corso avra' inizio martedi' prossimo, 6 Ottobre, secondo l'orario pubblicato
  • da martedi' 03.11.2009 la lezione del martedi' si terra' dalle 10:30 alle 13:00

[++'''Ultimo aggiornamento (04 Settembre 2009): lezioni, materiale aggiuntivo relativo al corso, programma del corso'''++]


Programma del corso

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Per richieste di chiarimenti, concordare le date di esami o per possibili argomenti di tesi di laurea potete contattarmi telefonicamente o per e-mail ai recapiti indicati nella Home Page.


Descrizione del corso

Questo corso fornirà gli elementi di base per la comprensione delle proprietà strutturali ed elettroniche dei materiali cristallini. Verranno affrontate, in particolare, le seguenti tematiche:

  • struttura di un cristallo all'equilibrio e sua determinazione sperimentale
  • la dinamica del reticolo cristallino: vibrazioni reticolari, fononi e proprietà termiche
  • gas di elettroni liberi: il modello di Drude per il calcolo della conducibilita' elettrica e della funzione dielettrica di un metallo
  • metalli, semiconduttori ed isolanti: la struttura a bande, i metodi per il calcolo di essa, la sua relazione con le proprieta' del cristallo
  • semiconduttori: materiali intrinseci, impurezze, giunzione p-n

Il programma definitivo del corso sara' disponibile su questo sito intorno alla metà di Dicembre.

Durante il corso, sono previste delle esercitazioni di verifica.

Lezioni

  • Lezione 1 - 06 Ottobre 2009
    Introduzione al corso. Reticoli di Bravais: definizione e proprieta'. Cella unitaria primitiva e convenzionale. Simmetrie di un reticolo. Classificazione dei reticoli di Bravais bi- e tri-dimensionali. Base. Piani cristallini.
  • Lezione 2 - 08 Ottobre 2009
    Strutture ad impacchettamento compatto. Numero di coordinazione. Metodi sperimentali per la diffrazione. Diffrazione di Bragg. Calcolo di Laue per l'ampiezza dell'onda diffusa.
  • Lezione 3 - 13 Ottobre 2009
    Reticolo reciproco. Relazione fra reticolo reciproco e reticolo diretto. Piani reticolari. Zone di Brilluoin. Fattore di struttura geometrico e fattore di scattering nella diffrazione di un'onda da parte di un cristallo.
  • Lezione 4 - 15 Ottobre 2009
    Legami nei cristalli e energia di coesione. Cristalli di gas inerti e interazione di van der Waals.
  • Lezione 5 - 20 Ottobre 2009
    Cristalli ionici e energia di Madelung. Cristalli metallici. Cristalli covalenti. Approssimazione armonica.
  • Lezione 6 - 22 Ottobre 2009
    Vibrazioni di una catena lineare monoatomica.
    Esercitazione: reticoli di Bravais, impacchettamento degli atomi.
  • Lezione 7 - 27 Ottobre 2009
    Vibrazioni di una catena lineare biatomica. Modi acustici ed ottici. Modi vibrazionali di una catena finita. Modi normali di oscillazione e fononi.
  • Lezione 8 - 29 Ottobre 2009
    Calore specifico di un isolante. Modello di Einstein. Densita' degli stati vibrazionali e condizioni al contorno di Born-von Karman.
  • Lezione 9 - 03 Novembre 2009
    Calore specifico di un isolante: modello di Debye.
    Descrizione classica delle proprietà di un metallo: modello di Drude.
  • Lezione 10 - 05 Novembre 2009
    Modello di Drude per la conducibilità di un metallo. Libero cammino medio. Dipendenza della conducibilità e della funzione dielettrica dalla frequenza. Riflettività dei metalli. Incongruenze del modello di Drude.
    Il modello quantistico dell'elettrone libero: considerazioni preliminari.
  • Lezione 11 - 10 Novembre 2009
    Gas di elettroni liberi e metalli. Densità degli stati elettronici. Energia di Fermi. Energia media. Capacità termica dei metalli. Conducibilità elettrica e sfera di Fermi. Meccanismi di diffusione. Dipendenza dalla temperatura della conducibilità.
  • Lezione 12 - 12 Novembre 2009
    Funzione di distribuzione di Fermi-Dirac: proprieta' e derivazione.
    Teoria delle bande. Semiconduttori, isolanti e metalli in teoria delle bande. Bande e gap di energia: i modelli dell'elettrone quasi libero e dell'elettrone fortemente legato.
  • Lezione 13 - 17 Novembre 2009
    Teorema di Bloch. Calcolo delle bande: catena unidimensionale con un atomo per cella.
  • Lezione 14 - 19 Novembre 2009
    Calcolo delle bande: catena unidimensionale con due atomi per cella. Schema della zona ridotta, estesa e periodica. Numero di stati in una banda.
  • Lezione 15 - 24 Novembre 2009
    Dinamica semiclassica dei portatori di carica in un cristallo in presenza di un campo esterno. La massa efficace. Il concetto di lacuna.
  • Lezione 16 - 26 Novembre 2009
    Semiconduttori: introduzione. Semiconduttori intrinseci ed estrinseci. Calcolo della densita' di portatori in banda di valenza e banda di conduzione. Legge dell'azione di massa. Potenziale chimico.
  • Lezione 17 - 01 Dicembre 2009
    Esercitazione: reticolo reciproco e diffrazione, legami nei solidi
  • Lezione 18 - 03 Dicembre 2009
    Stati di superficie: modello unidimensionale.
  • Lezione 19 - 10 Dicembre 2009
    Drogaggio di tipo p e di tipo n. Modello idrogenoide per le impurezze droganti. Calcolo del livello di Fermi di un semiconduttore estrinseco. Dipendenza dalla temperatura del livello di Fermi. Dipendenza dalla temperatura della conducibilita' di un semiconduttore.
  • Lezione 20 - 15 Dicembre 2009
    Riepilogo delle proprieta' dei semiconduttori. Gap diretta e indiretta nei semiconduttori. Struttura a bande del Si, Ge e GaAs.
    Esercitazioni: vibrazioni trasverse di un reticolo quadrato. Proprieta' del gas di elettroni in una, due e tre dimensioni.

Bibliografia

Testo di riferimento: C. Kittel, Introduzione alla fisica dello stato solido (Boringhieri, 1971)

Materiale aggiuntivo relativo al corso

In questa sezione sono contenuti appunti su argomenti vari ad integrazione del libro di testo e i testi delle esercitazioni.>>>>



Corsi degli anni precedenti

News & highlights

2017-12-12: Publication and Curriculum Vitae pages updated

December, 2017: National scientific qualification for academic Associate and Full professor positions in Theoretical Condensed Matter Physics earned

Size-dependent structural and electronic properties of Bi(111) ultrathin nanofilms from first principles
G. Cantele and D. Ninno, Phys. Rev. Materials 1, 014002 (2017)

Laurea specialistica in Fisica
Corso di "Fisica dello Stato Solido II"
a.a. 2017-18

Informazioni >>>>

Introduction to Solid State Physics and Crystalline Nanostructures
Giuseppe. Iadonisi, Giovanni Cantele, Maria Luisa Chiofalo
Springer (2014), UNITEXT for Physics series

PhD course "An introduction to the physics of nanostructures" - 2014

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Electronic properties and Schottky barriers at ZnO–metal interfaces from first principles
N.R. D'Amico et al, J. Phys.: Condens. Matt. 27, 015006 (2015)

First principles calculations of the band offset at SrTiO3−TiO2 interfaces
N.R. D'Amico et al, Appl. Phys. Lett. 101, 141606 (2012)

First-Principles Calculations of Clean and Defected ZnO Surfaces
N.R. D'Amico et al, J. Phys. Chem. C 116, 21391 (2012)

Graphene nanoribbon electrical decoupling from metallic substrates
I. Borriello et al, Nanoscale 5, 291 (2013)

Corso di Fisica dei Materiali
A.A. 2010-2011

Prossima data di esame: martedì 03.04.2012
ore 10:30

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Corso di Fisica dei Materiali
A.A. 2009-2010

Prossima data di esame: mercoledì 26.10.2011
ore 14:30

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