Introducción a la física del sólido/ Física de materiales

“Introducción a la física del sólido” y “física de materiales” son dos cursos similares que se dictan con diferente código. Por ahorro de energía se dicta la cátedra común. Las tareas se dan en principio por separado, aunque se tratará de que la mayor parte sea común. Los controles suelen tener preguntas comunes y otras no. Los seminarios son en conjunto.

El profesor auxiliar es ..., quien se limita a corregir las tareas: no hay clases uxiliares.

Las clases empiezan el miércoles 29 de julio

La primera parte del curso, hasta la semana anterior a las vacaciones de mitad de semestre, es dictada por Víctor Fuenzalida, y la segunda por Fernando Lund. Cada parte debe aprobarse por separado, es decir, nota mayor o igual que cuatro en ambas partes. En caso que una de ellas esté aprobada y la otra entre 3 y 4, se procederá a tomar examen.

El Prof. Lund tiene ocupado el horario del viernes de 10:15 a 11:45, por lo que los estudiantes deben ponerse de acuerdo con él inmediatamente antes de las vacaciones de mitad de semestre.

Cada uno de los profesores colocará evaluaciones propias.

Parte I

-1 control a ser tomado inmediatamente después de las vacaciones de mitad de semestre

-n tareas (según mi cuenta n=7), cada una de tres problemas. En su mayoría éstas se extrerán del listado histórico de tareas pdf, que se va modificando año a año y se subirá a ucursos

-miniseminarios semanales, sobre listado de temas que se pondrá en ucursos a la brevedad

Parte II: por anunciarse

INDICE:

1. Estructura Cristalina
2. Ondas y Difracción
3. Fonones - Vibraciones Cristalinas
4. Fonones -  Propiedades Térmicas
5. Electrones en Metales
6. Teoría de Bandas
7. Semiconductores
8. Dieléctricos
9. Propiedades Opticas
10. Propiedades Magnéticas
11. Superconductividad
12. Otros Temas

Capítulo 1: Estructura Cristalina

• APUNTES

  • Estructura Cristalina (2,93 MB)

  • Structure of Crystals (lectura complementaria en inglés-3,6 MB)

• Vínculos:

  • "Crystallography in real and reciprocal space". Capítulo del curso de John Venables: "Quantum Mechanical Models of Solids"

  • Estructuras cristalinas.

  • Curso de Estructuras de Sólidos Inorgánicos (University of Oxford). Vínculos interesantes.

  • Diagramas Cristalográficos Básicos.

  • Cristalografía y Sistemas Cristalinos. (Muy completo!)

  • The X-Ray Server (muchos vínculos)

  • Construya las estructuras cristalinas de los superconductores

  • LEED (Low Energy Electron Difracction): teoría

  • Cuasicristales:

    • Cuasicristales (California Institute of Technology)

    • Materials Research Society Bulletin, Vol. 22 Nº11 (1997) Edición dedicada al tema.

Capítulo 2: Ondas y Difracción

• APUNTES

  • Ondas y Difracción

  • Structure of Crystals (lectura complementaria en inglés)

• Vínculos:

  • Curso de Aplicaciones de los Rayos X ("An Introduction to the Scope, Potential and Applications of X-ray Analysis", por Michal Liang)

  • El átomo de hidrógeno.  Por I. Nieves Martínez.

  • Propiedades de los rayos x   (en inglés).

Capítulo 3: Fonones - Vibraciones Cristalinas

• APUNTES

  • Cristal Armónico - Teoría Clásica (fotocopias de apuntes entregados en clases)

  • Apuntes en PowerPoint (complementa la información anterior)

  • Phonons-Crystal Vibrations (lectura complementaria en inglés)

Capítulo 4: Fonones - Propiedades Térmicas

• APUNTES

  • Thermal Properties of Materials (pdf) (lectura complementaria en inglés; simple (sacada de curso de dirigido a microelectrónica)

  • Thermal Properties (pdf) (lectura complementaria en inglés)

Capítulo 5: Electrones en Metales

• APUNTES

  • Electrones en Metales

  • Teoría de Sommerfeld de los Metales.

  • Conduction in Metals (lectura complementaria en inglés)

  • The Sommerfeld Theory of Metals I & II (lecturas complementarias en inglés)

Capítulo 6: Teoría de Bandas

• APUNTES

  • Teoría de Bandas

  • Energy Bands for Electrons in Solids: (1/2) (2/2) (lectura complementaria en inglés)

  • Energy Bands (lectura complementaria en inglés)

  • Band Structure (lectura complementaria en inglés)

• Vínculos:

  • Modelo de Kronig-Penney (en español)

  • "Metallic Band Structures". Capítulo del curso de John Venables: "Quantum Mechanical Models of Solids".

  • "Variational and Tight Binding Methods for Band Structures". Capítulo del curso de John Venables: "Quantum Mechanical Models of Solids".

Capítulo 7: Semiconductores

• APUNTES

  • Semiconductores: (1/2, 1,5 MB) (2/2, aún no). En formato zip: (1/1, 450 kB)

  • Semiconductors: (1/3) (2/3) (3/3) (lectura complementaria en inglés)

  • Semiconductor Devices: (1/1) (lectura complementaria en inglés)

  • Semiconductor Structures: (1/1) (lectura complementaria en inglés)

  • Semiconductors

• Vínculos:

  • Colección enorme de applets de semiconductores (University of Buffalo)

  • "Principles of Semiconductor Devices", Curso tutorial por Bart Van Zeghbroeck, University of Colorado at Boulder.

  • "Diamond structure semiconductors: the case of Silicon". Capítulo del curso de John Venables: "Quantum Mechanical Models of Solids"

  • Entendiendo cómo funcionan los semiconductores. Applets muy buenos.

  • Curso de semiconductores. Enfasis en impurezas. Por Stephen Godfrey.

  • Curso de Materiales en Microdispositivos. Por M.G. Blamire, Materials Device Group, University of Cambridge.

  • Fabricación de silicio de alta pureza. Muy completo; están todas las etapas.

  • 50 años de historia del transistor según Lucent Technologies, Bell Labs

  • Historia del Transistor

  • Paper original de Gordon Moore indicando la "Ley de Moore" (1965).

  • "Oxidation of Si nanostructures", S. Tanaka, C.C. Umbach, Q. Shen & J. Blakely, Materials Science and Engineering, Cornell University.

  • "Litografía." Es parte de un curso más amplio de "Synthesis & Properties of Nanostructures" de Dan Thomas. (muy bueno).

Capítulo 8: Dieléctricos

• APUNTES

  • Dieléctricos: (1/1, 2,0 MB).

  • Dielectric Materials:  (1/1) (lectura complementaria en inglés)

• Vínculos:

  • ¿Qué son las memorias ferroeléctricas? Explica qué es la ferroelectricidad, los materiales ferroeléctricos y sus aplicaciones. Bueno.

  • Cerámicas Ferroeléctricas: Procesamiento, propiedades y aplicaciones. Artículo general y extenso (50 pp). Bueno. Por A. Safari, R.K. Panda y V.F. Janas, Department of Ceramic Science and Engineering, Rutgers University.

  • Departamento de Materiales Ferroeléctricos, Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid: Método sol-gel, ablación láser, películas delgadas, cerámicas, efecto fotorefractivo. Tienen una Galería de Imágenes.

  • Materiales piezoeléctricos: Aplicaciones

  • Ferroelectrics Newsletter. Publicación periódica.

  • Grupo de Investigación en Electrocerámicas, Dr. Ahmad Safari. Rutgers University.

  • Trabajo de Memorias Ferroeléctricas (ID42A, 99/2): (Word) (Powerpoint)

  • Dieléctricos o Aisladores

    • Electrostática de los aislantes:Apuntes de clases del curso de Electricidad y Magnetismo de José Aguilera Venegas, Grupo de Microondas, Depto. Electrónica y Electromagnetismo, Universidad de Sevilla.

  Capítulo 9: Propiedades Opticas

• APUNTES:

  • Optical Properties (pdf): (1/1) (lectura complementaria en inglés)

• Vínculos:

  • El fascinante mundo de los electrones y los fotones. Excelente!

  • Interacción de radiación electromagnética con la materia: dispersión, emisión y absorción

  • Interacción de la luz y las nubes. Muchas fotos y modelos.

  • Espectroscopía. Uso de la radiación electromagnética para el estudio de procesos físicos en átomos o meléculas.

  • Optica.Descripción de componentes ópticos para instrumentación espectroscópica.

  • Curso "Introduction To Instrumental Analysis of Pharmaceutical Compounds for Undergraduate Students". Espectroscopías, NMR, cromatografía, fluorometría, etc. Por Joseph Deutsch

  • Circuitos de Luz Artículo publicado en Phys. Rev. Lett. 83, 967 (2/8/1999).

  • Sociedad IEEE de Láseres y Electro-Optica

  • Trabajo de Materiales Fotónicos (ID42A, 99/2): (Documento Word) (Presentación Powerpoint)

  • Trabajo de Películas de Diamante (ID42A, 99/2): (Documento Word) (Presentación Powerpoint)

  • Películas de diamante. Edición del Materials Research Bulletin (Vol. 23 Nº9 (1998) dedicada al tema.

Capítulo 10: Propiedades Magnéticas

• APUNTES

  • Propiedades Magnéticas (Apuntes Curso ID42A Ciencia de los Materiales II): (1/2) (2/2)

  • Magnetism:  (1/2) (2/2) (lectura complementaria en inglés)

  • Magnetism in Solids:  (1/1) (lectura complementaria en inglés)

• Vínculos:

  • Levitación:

    • Levitación de materiales diamagnéticos (la rana voladora y otros!). Por el Nijmegen High Field Magnet Laboratory.

    • Más información: La explicación de Martin Simon (UCLA).

  • Almacenamiento de datos en medios magnéticos: La historia de IBM

  • Fórmulas de imanes

  • Frenos de histéresis magnética. Por Magnetic Technologies, Ltd.

  • Rodamientos magnéticos activos

  • Juntura túnel ferromagnética

  • Resonancia Magnética Nuclear. Por Irma Rangel y Armando Castolo.

Capítulo 11: Superconductividad

• APUNTES DE CLASES:

  • Apuntes del Curso ID42A Ciencia de los Materiales II: (1/1)

  • Superconductivity:  (1/2) (2/2) (lectura complementaria en inglés)

  • Superconductivity:  (1/1) (lectura complementaria en inglés)

• Vínculos:

  • "Superconductores de alta Tc, 10 años después". ¡En castellano!

  • Documento de 1997. ¡Excelente!

  • Vínculos de Centros de Investigación en Superconductividad

  • Información para el principiante

  • Curso de Imágenes por Resonancia Magnética. Joseph P. Hornak, Ph.D.

  • Construya las estructuras cristalinas de los superconductores

  • Levitación superconductora

  • Superconductores que imitan un láser. Artículo publicado en Phys. Rev. Lett. 82, 1963 (1/3/1999)

  • La sombra de la superconductividad. Artículo publicado en Phys. Rev. Lett. 82, 177 (4/1/1999)

  • El platino es superconductor. Artículo publicado en Phys. Rev. Lett. (31/5/1999)

12. Otros Temas

• Propuestos por The Institute of Materials (Reino Unido)

• Galería de Ciencia de los Materiales. Del Manchester Materials Science Centre.

• Tabla Periódica de los Elementos (Webelements)

• El Mundo de los Materiales (The World of Materials)

• La Sal - NaCl (The Salt Institute)

• The Challenge of Materials

• Nanomundo

• Curso de Técnicas de Vacío. Por M.G. Blamire, Materials Device Group, University of Cambridge.