Електронна будова і оптика кристалів

Тип: На вибір ВУЗу

Кафедра: експериментальної фізики

Навчальний план

СеместрКредитиЗвітність
104.5Іспит

Лекції

СеместрК-сть годинЛекторГрупа(и)
1016доцент Вістовський В. В.ФзФм-51м

Лабораторні

СеместрК-сть годинГрупаВикладач(і)
932ФзФм-51мдоцент Вістовський В. В.

Опис навчальної дисципліни

У магістерському курсі „Електронна будова і оптика кристалів” з єдиних позицій розглядаються енергетична структура та оптичні властивості кристалів. Висвітлюються основні підходи до розрахунку зонних енергетичних параметрів кристалів та засади прогнозування оптико-спектральних властивостей кристалів.
Поряд з лекційним курсом студенти мають можливість проводити практичні розрахунки електронної будови кристалів та їх оптичних спектрів. Розрахунки проводяться із використанням пакету програм Abinit, який є одним із найбільш популярних та доступних інструментів для розрахунку електронного спектра, просторової структури та макроскопічних властивостей різноманітних систем із використанням теорії функціонала густини.

Мета: ознайомлення з основними методами розрахунку та розшифрування зонної енергетичної структури кристалів, розрахунку та інтерпретації оптичних спектрів кристалів та основних оптичних функцій.

Завдання: встановлення зв’язку між параметрами зонної енергетичної структури кристалів і їх спектральними властивостями, такими як спектри поглинання, діелектричні постійні, дисперсія показника заломлення;

В результаті вивчення даного курсу студент повинен
знати:

– основні наближення, що використовуються для розрахунку електронної будови кристалів;
– основні методи теоретичних розрахунків зонних структур кристалів;
– методи розрахунку основних оптичних функцій кристалів
– принципи ідентифікації особливостей оптичних спектрів
– експериментальні оптико-спектральні методи визначення параметрів енергетичної структури кристалів;

вміти:
– розрахувати електронну енергетичну структуру атомів, молекул, кристалів, нанооб’єктів із використанням пакету програм Abinit;
– здійснювати розрахунок загальної та парціальної густини електронних станів кристалів;
– візуалізувати просторову густину електронів у кристалах;
– розраховувати та проводити інтерпретацію спектрів поглинання кристалів
– проводити розрахунок головних оптичних функцій кристалів.
– здійснювати оптимізацію кристалічної гратки

Рекомендована література

Методичне забезпечення

1. Довгий Я.О., Кітик І.В. Електронна будова і оптика нелінійних кри¬ста¬лів. Львів: „Світ”, 1996. –176 с.

Рекомендована література

1. І.М. Болеста. Фізика твердого тіла. Львів: ЛНУ, 2003. – 479 с.
2. А.С. Марфунин. Введение в физику минералов. М: Недра, 1974. – 328с.
3. В.В. Немошкаленко, В.Н. Антонов, Методы вычислительной физики в теории твердого тела. Зонная теория металлов. Київ: Наукова думка, 1985. – 408с.
4. П.С. Киреев. Физика полупроводников. М: Высш школа, 1975. – 584с.
5. У. Харрисон. Теория твердого тела. М: Мир, 1972. – 616с.
6. І.М. Цидильковский. Электроны и дырки в полупроводниках. Энергетический спектр и динамика. М: Наука, 1972. – 640с.
7. А.М. Сатанин. Введение в теорию функционала плотности. Нижн. Новг. 2009.
8. А.Н. Васильев, В.В. Михайлин. Введение в спектроскопию диэлектриков. М: МГУ, 2008. – 218c.

Інформаційні ресурси

1. www.abinit.org

Матеріали

Програма навчальної дисципліни

Змістовий модуль 1. Електронна будова і оптика кристалів

Тема 1. Вступ. Рівняння Шредінгера для кристала.
Тема 2. Електронна будова і періодичне поле кристала.
Тема 3. Наближення слабо- та сильнозв’язаних електронів.
Тема 4. Класифікація методів розрахунку зонної структури.
Тема 5. Симетрія кристалів і класифікація електронних станів.
Тема 6. Практичні підходи розрахунку електронної структури.
Тема 7. Оптичні властивості кристалів.