Séance de cours

Vibrations et excitations électroniques

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Dans cours

MSE-421: Statistical mechanics

This course presents an introduction to statistical mechanics geared towards materials scientists. The concepts of macroscopic thermodynamics will be related to a microscopic picture and a statistical interpretation. Lectures and exercises will be compleme ...

Description

Cette séance de cours couvre le solide de Debye, les fréquences phonon, la dispersion des phonons, la densité des états, la capacité thermique des matériaux de faible dimension, les propriétés thermiques du gaz d'électrons libres, la diffusion des neutrons inélastiques, les spectroscopies, les courbes de dispersion des phonons, le solide d'Einstein, les vibrations de graphène, l'énergie cinétique du gaz d'électrons libres, la fonction Fermi, la densité énergétique.

Enseignant·e

Michele Ceriotti

Michele Ceriotti received his Ph.D. in Physics from ETH Zürich in 2010. He spent three years in Oxford as a Junior Research Fellow at Merton College. Since 2013 he leads the laboratory for Computational Science and Modeling in the Institute of Materials at EPFL. His research revolves around the atomic-scale modelling of materials, based on the sampling of quantum and thermal fluctuations and on the use of machine learning to predict and rationalize structure-property relations. He has been awarded the IBM Research Forschungspreis in 2010, the Volker Heine Young Investigator Award in 2013, an ERC Starting Grant in 2016, and the IUPAP C10 Young Scientist Prize in 2018.

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Physique de la matière condensée: Physique du solide

Concepts associés (32)

Métal

En chimie, les métaux sont des matériaux dont les atomes sont unis par des liaisons métalliques. Il s'agit de corps simples ou d'alliages le plus souvent durs, opaques, brillants, bons conducteurs de la chaleur et de l'électricité. Ils sont généralement malléables, c'est-à-dire qu'ils peuvent être martelés ou pressés pour leur faire changer de forme sans les fissurer, ni les briser. De nombreuses substances qui ne sont pas classées comme métalliques à pression atmosphérique peuvent acquérir des propriétés métalliques lorsqu'elles sont soumises à des pressions élevées.

Modèle de l'électron quasi libre

En mécanique quantique, le modèle de l'électron quasi libre est un modèle permettant de modéliser les propriétés des électrons pouvant se déplacer de façon quasiment libre dans le réseau cristallin d'un solide. Ce modèle est très proche du modèle plus conceptuel de l'approximation du réseau vide. Ce modèle permet de donner un premier aperçu de la théorie des bandes, et permet en bonne approximation de calculer le niveau de ces bandes, en particulier pour les métaux. Modèle de l'électron libre Approximation

Élément-trace métallique

La notion d’éléments-traces métalliques, ou ETM tend à remplacer celle de métaux lourds mal définie car englobant des métaux toxiques réellement lourds à d'autres (métalloïdes) l'étant moins. Tous les ETM sont toxiques ou toxiques au-delà d'un certain seuil et certains sont radioactifs (radionucléides). Leurs concentrations environnementales (eau, air, sol, organismes) résultent d'apports anthropiques (industrie, transports...

Two-dimensional electron gas

A two-dimensional electron gas (2DEG) is a scientific model in solid-state physics. It is an electron gas that is free to move in two dimensions, but tightly confined in the third. This tight confinement leads to quantized energy levels for motion in the third direction, which can then be ignored for most problems. Thus the electrons appear to be a 2D sheet embedded in a 3D world. The analogous construct of holes is called a two-dimensional hole gas (2DHG), and such systems have many useful and interesting properties.

Neutron scattering

Neutron scattering, the irregular dispersal of free neutrons by matter, can refer to either the naturally occurring physical process itself or to the man-made experimental techniques that use the natural process for investigating materials. The natural/physical phenomenon is of elemental importance in nuclear engineering and the nuclear sciences. Regarding the experimental technique, understanding and manipulating neutron scattering is fundamental to the applications used in crystallography, physics, physical chemistry, biophysics, and materials research.

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Séances de cours associées (64)

Théorie des électrons : fonctions de distribution

Explore les fonctions de distribution dans la théorie des électrons, en comparant les statistiques de Maxwell-Boltzmann et Fermi-Dirac pour les transitions énergétiques.

Vibrations dans les solides: oscillateurs harmoniques et phonons

Explore les vibrations dans les solides, y compris les oscillateurs harmoniques, les phonons et le modèle Einstein de la capacité thermique.

Physique d'État solide II: Structures de bande et surfaces Fermi

Résume les concepts clés dans Solid State Physics II, y compris les structures de bandes, les surfaces de Fermi, l'approximation de fixation serrée et les isolants par rapport aux métaux.

Densité des États dans les dispositifs semi-conducteurs

Explore la densité des états dans les dispositifs semi-conducteurs, couvrant le gaz électronique, les bandes d'énergie, la distribution de Fermi-Dirac et les structures de bandes.

Déformation et rampement dans les matériaux

Explore la déformation, le fluage, les propriétés des matériaux, les essais mécaniques, la céramique, les polymères, les métaux et les liaisons atomiques.

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Concepts associés (32)

Métal

Modèle de l'électron quasi libre

Élément-trace métallique

Two-dimensional electron gas

Neutron scattering

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